浅谈synchronized锁原理

Java相关文章

• Java内存模型
• Java中String特性
• Java对象内存布局
• JVM结构
• JVM垃圾回收器
• Java19虚拟线程新特性
• Java线程生命周期与常见方法
• Java线程池笔记

线程安全

1. 当多个线程同时共享，同一个全局变量或者静态变量，做写的操作时，可能会发生数据冲突问题
2. 为了避免出现线程安全在必要的时候需要牺牲性能使用锁来保证。
   

Object监视器模型

1. 锁池:假设线程A已经拥有了某个对象(注意:不是类)的锁，而其它的线程想要调用这个对象的某个synchronized方法(或者synchronized块)，由于这些线程在进入对象的synchronized方法之前必须先获得该对象的锁的拥有权，但是该对象的锁目前正被线程A拥有，所以这些线程就进入了该对象的锁池中。
2. 等待池:假设一个线程A调用了某个对象的wait()方法，线程A就会释放该对象的锁后，进入到了该对象的等待池中
3. 类比AQS中的同步队列与条件队列

synchronized锁原理

1. Java对象存储在堆中，主要分为三部分，对象头、对象实例数据和对齐补充
2. 每个对象都有一个与之关联的Monitor 对象存在对象头中
3. 线程拿锁的过程

1. 将被锁对象中的 _owner设置成A线程
2. 所有请求锁的线程首先被放在ContentionList这个竞争队列中;
3. Contention List 中那些有资格成为候选资源的线程被移动到 Entry List 中;
4. 任意时刻，最多只有一个线程正在竞争锁资源，该线程被成为 OnDeck;
5. 当前已经获取到所资源的线程被称为 Owner;

synchroized的锁升级过程

1. 锁级别由低到高分别是

1. 无锁
2. 偏向锁
3. 轻量级锁
4. 重量级锁

2. 
3. 升级过程

1. 线程A在进入同步代码块前，先检查MarkWord中的线程ID是否与当前线程ID一致，如果一致（还是线程A获取锁对象），则无需使用CAS来加锁、解锁。
2. 如果不一致，再检查是否为偏向锁，如果不是，则自旋等待锁释放。
3. 如果是，再检查该线程是否存在（偏向锁不会主动释放锁），如果不在，则设置线程ID为线程A的ID，此时依然是偏向锁。
4. 如果还在，则暂停该线程，同时将锁标志位设置为00即轻量级锁（将MarkWord复制到该线程的栈帧中并将MarkWord设置为栈帧中锁记录）。线程A自旋等待锁释放。
5. 如果自旋次数到了该线程还没有释放锁，或者该线程还在执行，线程A还在自旋等待，这时又有一个线程B过来竞争这个锁对象，那么这个时候轻量级锁就会膨胀为重量级锁。重量级锁把除了拥有锁的线程都阻塞，防止CPU空转。
6. 如果该线程释放锁，则会唤醒所有阻塞线程，重新竞争锁

4. 根据不同情况也会降级

synchronized锁的范围

1. 锁是加在对象上面的，我们是在对象上加锁
2. 锁的标记是记录在对象头中、synchronized原理最终是在代码中加入monitorenter和monitorexit这两个字节码指令保证代码的同步，所以锁的是对象