java锁升级过程过程详解

1.说到锁升级的过程，我们就得说一下对象头

对象头

java对象保存在内存中，由3个部分组成：

1. 对象头

2. 实例数据

3. 对齐填充字节

4. 如果是数组还包含数组长度

对象头的存在形式

让我们先看看图，主要来说一下 Mark Word

• markword 8bytes
• class pointer - 指向对象所属的class （一般是4bytes)
• instance data - 成员变量
• padding - 8字节对齐

Mark Word里都有啥

hashcode

GC

锁

为了让你们更好理解我先放一张图

此处，有几点要注意:

• 如果对象没有重写hashcode方法，那么默认是调用os::random产生hashcode,可以通过System.identityHashCode获取；os::random产生hashcode的规则为:next_rand = (16807seed) mod (2*31-1),因此可以使用31位存储;另外一旦生成了hashcode,JVM会将其记录在markword中；
• GC年龄采用4位bit存储，最大为15，例如MaxTenuringThreshold参数默认值就是15；
• 当处于轻量级锁、重量级锁时，记录的对象指针，根据JVM的说明，此时认为指针仍然是64位，最低两位假定为0;当处于偏向锁时，记录的为获得偏向锁的线程指针，该指针也是64位；

这里呢，是讲解的锁升级所以就重点看一下后两位，锁状态的判断就是看后两位的状态，无锁和偏向锁是看倒数第三位的状态

接下来让我们看看锁升级的过程

专业版解释

1、当没有被当做锁的时候，这就是个普通对象，锁标志位为01，是否偏向锁为0

2、当对象被当做同步锁时，一个线程A抢到锁时，锁标志位依然是01，是否偏向锁为1，前23位记录A线程的线程ID，此时锁升级为偏向锁

3、当线程A再次试图来获得锁时，JVM发现同步锁对象的标志位是01，是否偏向锁是1，也就是偏向状态，Mark Word中记录的线程id就是线程A自己的id，表示线程A已经获得了这个偏向锁，可以执行同步锁的代码，这也是偏向锁的意义

4、当一个线程B尝试获取锁，JVM发现当前的锁处于偏向状态，并且现场ID不是B线程的ID，那么线程B会先用CAS将线程id改为自己的，这里是有可能成功的，因为A线程一般不会释放偏向锁。如果失败，则执行5

5、偏向锁抢锁失败，则说明当前锁存在一定的竞争，偏向锁就升级为轻量级锁。JVM会在当前线程的现场栈中开辟一块单独的空间，里面保存指向对象锁Mark Word的指针，同时在对象锁MarkWord中保存指向这片空间的指针。上面的保存都是CAS操作，如果竞争成功，代表线程B抢到了锁，可以执行同步代码。如果抢锁失败，则继续执行6

6、轻量级锁抢锁失败，则JVM会使用自旋锁，自旋锁并非是一个锁，则是一个循环操作，不断的尝试获取锁。从JDK1.7开始，自旋锁默认开启，自旋次数由JVM决定。如果抢锁成功，则执行同步代码；如果抢锁失败，则执行7

7、自旋锁重试之后仍然未抢到锁，同步锁会升级至重量级锁，锁标志位改为10，在这个状态下，未抢到锁的线程都会被阻塞，由Monitor来管理，并会有线程的park与unpark，因为这个存在用户态和内核态的转换，比较消耗资源，故名重量级锁

详情请看：https://blog.csdn.net/wyb_gg/article/details/107518521

我通过马士兵老师讲的带味道的栗子大致懂了这个过程（菜鸟版理解）

首先呢，小马去上厕所噗噗噗，但是这个厕所很特殊，门上是没有锁的（无锁状态）

小马觉得这不太安全啊，于是就想了个办法，上厕所噗噗噗的时候先贴上自己的名字，这样是不是就不会遇到尴尬的事（偏向锁）

但是这样还是不好，要是方圆百里只有这一个厕所，翠花和小李都想上厕所怎么办，这时候就发生了锁竞争，他们会通过一个叫CAS来抢这个厕所，他们中有可能成功，把自己的名字贴到厕所门上，那如果没成功呢？？？

没成功就会升级成轻量级锁，jvm会在当前线程的现场栈开辟一块空间，让翠花和小李在那里转圈圈的抢着谁上厕所（也叫自旋）也是通过CAS来实现的， 自旋的次数是10次以上，或者CPU核数的一半（JDK1.7开始，自旋锁默认开启，自旋次数由JVM决定） 那如果又失败了呢! 俩孩子快拉裤兜子了！！！！！！

这时候就会升级成重量级锁，重量级这个词一听就不一般，JVM说：我头快秃了，干不了了。所以，我们的重量级锁是os老大哥管理的

注：

1.CAS中呢，底层是lock cmpxchg（大家不会的话可以自行百度）CAS也有很多问题：就像ABA啥的，这里就不多bb了

2.那么有的小小猿就会问了，啥时候变成匿名对象呢？是4s以后才会加上偏向锁，变成匿名对象滴，那么咋取消呢，-XX:-UseBiasedLocking 或者去sleep

这就是我对锁升级的理解，如果有错误的话，还望指正

总结

本篇文章就到这里了，希望能给你带来帮助，也希望您能够多多关注自学编程网的更多内容！