上一篇講了鎖與線程安全的關(guān)系,，講到jdk經(jīng)歷了幾個版本對鎖進行了優(yōu)化，這里簡單梳理一下鎖優(yōu)化,。

鎖升級過程就是鎖優(yōu)化

         在JDK最開始的時候synchronized屬于重量級的鎖,，每次加鎖都是通過操作系統(tǒng)來申請鎖，所以會造成synchronized的效率比較低,，尤其是隨著時代的發(fā)展,，多線程高并發(fā)越來越多，synchronized效率低的缺點就越來越明顯,，所以jdk對它進行了優(yōu)化,，不再是一開始就向操作系統(tǒng)申請鎖，分成偏向鎖 - 輕量級鎖 - 重量級鎖三個過程,。

         要講鎖升級首先回顧一個知識點,，synchronized實際上是對對象加鎖的過程（鎖一段代碼則需指定對象，如果鎖方法,，普通方法鎖的是持有方法的對象,，靜態(tài)方法則是這個方法所在類的calss對象），在對象頭的mark word中最低的三位代表鎖狀態(tài),，其中1位是偏向鎖位兩位是普通鎖位,，具體如下圖：

         這次主要關(guān)注mark word的后三位的變化，根據(jù)變化我們可以得出實際上對象的鎖狀態(tài)可以分成無鎖、偏向鎖,、輕量級鎖,、重量級鎖4個狀態(tài)，GC過程中有對對象的鎖降級,，這個不是重點,，先不管了。

         那么接下來就看看鎖是如何升級的,，首先最開始對象是無鎖狀態(tài),，當一個線程準備對這個對象加鎖前驗證這三個字節(jié)發(fā)現(xiàn)了無鎖狀態(tài)，把對象是否偏向設置為1,，鎖標志位還是01，并把markword的線程ID改為當前線程ID,，此時對象處于偏向鎖狀態(tài),。

         一個線程繼續(xù)對該該對象加鎖，發(fā)現(xiàn)是偏向鎖狀態(tài),，判斷偏向鎖線程是否是這個線程,，如果是則是直接進入，如果偏向線程不是當前線程,，也就是存在鎖競爭,，那么就撤銷偏向鎖，升級為輕量級鎖,。

         輕量級鎖實現(xiàn)方式是各個線程在自己的線程棧生成LockRecord ,，用CAS操作將markword設置為指向自己這個線程的LockRecord的指針，設置成功者得到鎖,，沒有成功的將繼續(xù)使用CAS一直循環(huán)直到成功,，所以輕量級鎖也叫自旋鎖，JDK自旋有默認最大值是10次,，JDK6對自旋鎖進行了優(yōu)化,，自旋的時間不再是固定的，而是由前一次在同一個鎖上的自旋時間及鎖的擁有者的狀態(tài)來決定的,，比如當前線程在剛剛成功獲取過自旋鎖,，那么虛擬機就會認為這次自旋也很有可能會成功，那么循環(huán)次數(shù)就可以多進行幾次,，這就叫自適應自旋,。有了自適應自旋就不用我們設置最大循環(huán)次數(shù)，有JVM監(jiān)控動態(tài)設置,。

         自旋鎖有個缺點就是等待的線程仍然在自旋運行,，如果自旋的次數(shù)太多或者自旋等待的線程太多會造成CPU消耗過大，這種情況反而不如向操作系統(tǒng)來申請鎖，阻塞其他線程,。所以在這種情況下鎖會升級成重量級鎖,，沒有獲取到鎖的現(xiàn)在直接在系統(tǒng)級別被掛起，直到系統(tǒng)釋放鎖喚醒這些掛起的線程,，這些線程再次搶鎖,。

         鎖的升級過程畫了一個簡單的圖便于理解以上內(nèi)容，如下圖：

不重要的兩個鎖優(yōu)化

         還有兩個不重要的鎖優(yōu)化還是要了解了解的,。

         第一個是鎖消除：當一段代碼中加了鎖,，但是通過JVM分析他是線程安全的，那么JVM會把鎖去掉,。比如方法中一段代碼有加鎖,，但是經(jīng)過分析不會出現(xiàn)線程安全的問題，那么JVM就會把鎖給消除,。

         第二個是鎖粗化：當JVM檢測到一段連續(xù)的多次操作都在對同一個對象多次加鎖,，那么JVM可能會優(yōu)化成對這整段加一個鎖，沒有把加鎖的操作分的那么細,，所以叫鎖粗化,。

         具體代碼案例如下圖:

總結(jié)

         鎖升級主要分為偏向鎖 - 輕量級鎖 - 重量級鎖三層，偏向鎖,、輕量級鎖是在Java內(nèi)部的優(yōu)化,，屬于所謂的用戶態(tài)，而重量級鎖則是向操作系統(tǒng)申請,，屬于內(nèi)核態(tài),。在鎖競爭不激烈的時候由jvm自己解決肯定性能是最好的，但是jvm通過自旋方式解決會消耗CPU性能,，所以在鎖競爭激烈的情況下重量級鎖性能更好,。

         鎖升級是機制層面的優(yōu)化，而鎖消除和鎖粗化則是jvm對代碼層面的優(yōu)化,。

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