管程synchronized

Java 参考了 MESA 模型，语言内置的管程（synchronized）对 MESA 模型进行了精简。

对象的内存布局

• 对象头
  • MarkWord(记有锁标记) 8字节
  • 压缩指针 4字节
• 实例数据 (xx)字节
• 对齐填充 8的整倍数

使用JOL工具查看内存布局

<dependency>
    <groupId>org.openjdk.jol</groupId>
    <artifactId>jol-core</artifactId>
    <version>0.4</version>
</dependency>

锁状态记录

锁对象状态转换

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偏向锁

• 偏向锁延迟机制：HotSpot 虚拟机在启动后有个 4s 的延迟才会对每个新建的对象开启偏向锁模式。JVM启动时会进行一系列的复杂活动，比如装载配置，系统类初始化等等。在这个过程中会使用大量synchronized关键字对对象加锁，且这些锁大多数都不是偏向锁。为了减少初始化时间，JVM默认延时加载偏向锁。

• 偏向锁撤销之调用对象HashCode

  偏向锁无法储存HashCode

  1.调用HashCode，偏向锁变为无锁态

  //jvm延迟偏向
  Thread.sleep(5000);
  Object obj = new Test();
  obj.hashCode();
  //查看对象内部信息
  System.out.println(ClassLayout.parseInstance(obj).toPrintable());
  

  2.调用HashCode，偏向锁将升级成重量锁

  new Thread(()->{
    synchronized (obj){
        obj.hashCode();
        System.out.println(Thread.currentThread().getName()+"\n"+ClassLayout.parseInstance(obj).toPrintable());
    }
  },"Thread2").start();
  

• 偏向锁撤销之调用wait/notify
  偏向锁状态执行obj.notify() 会升级为轻量级锁，
  偏向锁状态执行obj.wait(timeout) 会升级为重量级锁

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轻量级锁

轻量级锁： 两个线程轻微竞争
偏向锁升级轻量级锁
轻量级锁膨胀为重量级锁，过程为：轻量级锁 --》无锁态 --》 重量级锁

锁对象转换总结

简单理解：锁升级时都会先变为无锁状态，然后升级为其他锁状态

无锁态 --》偏向锁 -》轻量级锁 -》无锁态 -》 重量级锁