<>概念

在某些场景下,去获取对象锁的时候使用CAS的方式,而不是阻塞。
轻量级锁能够提升程序同步性能的一句是“对于绝大部分的锁,在整个同步周期内都是不存在竞争的”,这是一个经验数据。

在 Java Object头文件中,有一个“Mark Word”对象,它是实现轻量级锁的关键。
Mark Word的数据结构非固定,根据不同的状态会有不同的结构。
比如在32位的HotSpot虚拟机中对象未被锁定的状态下,Mark
Word的32bit空间中的25bit用于存储对象哈希码,4bit用于存储对象分代年龄,2bit用于存储锁标志位,1bit固定为0。
其主要的几个状态如下:

状态 标志位 存储内容
未锁定 01 对象哈希码、对象分代年龄
轻量级锁定 00 指向锁记录的指针
重量级锁定 10 指向重量级锁的指针
GC标志 11 空,不需要记录信息
可偏向 01 偏向线程ID、偏向时间戳,对象分代年龄
<>轻量级锁加锁过程

(1)在代码进入同步块的时候,如果同步对象锁状态为无锁状态(锁标志位为“01”状态),虚拟机首先将在当前线程的栈帧中建立一个名为锁记录(Lock
Record)的空间,用于存储旧的Mark Word的拷贝,官方称其为Displaced Mark Word。(锁记录解锁的时候会用到)

(2)虚拟机将使用CAS操作尝试将对象的Mark Word更新为轻量级锁的标志位和指向锁记录(Lock Record)的指针。

(3)如果这个更新动作成功了,那么这个线程就拥有了该对象的锁。

(4)如果这个更新操作失败了,虚拟机首先会检查当前线程是否已经拥有了这个对象的锁,如果已经拥有,那就可以直接进入同步块继续执行。否则就说明这个锁度一项已经被其他线程抢占了。一旦发生这种情况,那么轻量级锁就会膨胀为重量级锁。Mark
Word中存储的就会指向重量级锁的指针,后面等待锁的线程也会进入阻塞状态。

<>轻量级锁解锁过程

(1)通过CAS操作尝试把线程中复制的Displaced Mark Word对象替换当前的Mark Word。

(2)如果替换成功,整个同步过程就完成了。

(3)如果替换失败,说明有其他线程尝试过获取该锁,并导致该锁变成了重量级锁,那就要在释放锁的同时,唤醒被挂起的线程。

<>画图理解

<>加锁

用New Mark Word替换Old Mark Word。

<>解锁

用Displaced Mark Word替换New Mark Word。

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