java并发相关（二）—— Synchronized的锁升级机制

一、Synchronized锁四个阶段概述

　　java中synchronize锁分为以下四个阶段：

• 无锁
• 偏向锁
• 轻量级锁
• 重量级锁

　　其中偏向锁和轻量级锁是从java1.6开始引入。各阶段之间的切换，如下图：

 

　　从图中会发现，其实偏向锁是可以变成无锁的，这看似不符合我们认知中的锁可以升级不可以降级。单这种降级的本质，其实是偏向锁->偏向锁的一个过程。

二、Synchronized的锁升级机制

　　2.1、无锁到偏向锁：

　　　　我们知道，Synchronized修饰的方法被调用前，其对象初始状态是处于无锁状态的，其锁标记位为01，此时当线程a调用此方法时，会通过CAS自旋，替换mark words。

　　　　偏向锁是默认开启的，而且开始时间一般是比应用程序启动慢几秒，如果不想有这个延迟，那么可以使用-XX:BiasedLockingStartUpDelay=0；

 

　　　　如果不想要偏向锁，那么可以通过-XX:-UseBiasedLocking = false来设置；

　　 2.2、偏向锁到偏向锁：

　　　　由于偏向锁线程1获取锁后，不会主动修改对象头，所以哪怕此线程1实际已消亡，之前加锁对象的对象头还是保持偏向锁状态。这个时候线程2想要进入同步方法，他会去查看线程1是否还存活，如果已经消亡，则把对锁定对象的对象头恢复成无锁，然后重复无锁->偏向锁的过程。

　　　　同时如果线程1未消亡，但是其栈帧信息中不在需要此持有这个锁对象，也会进行一次偏向锁->偏向锁的过程。

　　2.3、偏向锁到轻量级锁：

　　　　2.2的情况中，如果线程2需要进入同步方法，线程1还持有这个对象，那么就会进入偏向锁->轻量级锁的过程。

　　　　此时线程2进行cas替换失败，会修改对象头，升级为轻量级锁，同时开启自旋，重复尝试替换。

　　2.4、轻量级锁到重量级锁：

　　　　轻量级锁替换失败到达一定次数（默认为10）后，轻量级锁升级为重量级锁。

　　　　需要注意，如果线程2自旋期间，有线程3也需要访问同步方法，则立刻由轻量级锁膨胀为重量级锁

　　　　java1.6中，引入了自适应自旋锁，自适应意味着自旋 的次数不是固定不变的，而是根据前一次在同一个锁上自 旋的时间以及锁的拥有者的状态来决定。 如果在同一个锁对象上，自旋等待       刚刚成功获得过锁，并 且持有锁的线程正在运行中，那么虚拟机就会认为这次自 旋也是很有可能再次成功，进而它将允许自旋等待持续相 对更长的时间。

　　　　关于重量级锁，我们之前说过其本质就是操作对象内部的监视器（monitor)，这一点我们会在下一篇文章中进行详细分析。