Synchronized

对象锁，悲观锁

作用

• 可见性，清空工作区内存，同步主内存
• 有序性，原子性：同一时刻只允许一条线程访问资源，知道方法或代码块结束

使用和原理

• 对于非静态成员函数，锁加在对象上面的（方法上的访问标志）
• 对于静态成员函数，锁是加在class对象上（方法上的访问标志）
• 对于代码块加锁，加到特定对象（monitorenter,monitorexit）
• 综上，synchronized是在对象头的Mark Word区，存2个重要字段：锁标志位和占用该锁的thread ID

Q&A

优化

主要思想

• optimistic 乐观编程
  • 表示对于共享资源的访问持乐观态度，认为在大多数情况下不会发生竞争，因此不需要加锁。先用最低成本去执行
• adaptive 自适应编程
  • 表示根据运行时的情况动态调整程序的行为和策略，以适应不同的环境和需求。
• double check 双重校验
  • 第一次校验：加锁之前，无锁状态下过滤掉大多数情况
  • 第二次校验：加锁之后，防止第一次和加锁中间，共享数据被其他线程修改过

前置知识：对象头

锁状态	偏向模式	标志位
未锁定	0	01
轻量级锁定		00
重量级锁定		10
GC标记		11
可偏向	1	10

偏向锁

会有一个标志位，记录获取锁的线程，为了在无竞争状态下，让同一线程更快获取到锁

获取流程

• 首先获取对象的 MarkWord，判断是否处于可偏向状态
  • 如果是可偏向状态，则通过 CAS 操作，把当前线程的 ID 写入到 MarkWord
    • 如果 cas 成功， 表示已经获得了锁对象的偏向锁，接着执行同步代码块
    • 如果 cas 失败，说明有其他线程已经获得了偏向锁，当前锁存在竞争，需要撤销已获得偏向锁的线程，并升级为轻量级锁
  • 如果是已偏向状态，需要检查当前线程是不是记录线程（ MarkWord 中存储的ThreadID 是否等于当前线程的 ThreadID非cas）
    • 如果相等，不需要再次获得锁（加锁，解锁，更新MarkWord），可直接执行同步代码块
    • 如果不相等，偏向模式立刻结束，说明当前锁偏向于其他线程，需要撤销偏向锁并升级到轻量级锁

轻量级锁

存在竞争的情况下，短期内不会阻塞吗，会先通过自旋尝试获取锁

• 先判断对象的锁状态是不是无锁状态（标志位01，偏向模式0）
• 然后在栈帧中复制一份对象头的MarkWord，cas尝试更新对象头MarkWord的指针
  • 如果cas更新成功，标志位改成00
  • 如果失败，double check一下MarkWord的指针，如果是当前线程的指针，更新成功
  • 如果double check失败，意味着有多线程竞争，当前线程会自旋多尝试几次，当自旋超过一定次数，或者有第三个线程来竞争的时候，升级到重量级锁

重量级锁