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Java中的偏向锁以及锁升级详解

Java 更新时间: 发布时间: IT归档 最新发布 模块sitemap 名妆网 法律咨询 聚返吧 英语巴士网 伯小乐 网商动力

Java中的偏向锁以及锁升级详解

我们知道JDK1.6后Synchronized进行了优化,有一个锁升级的过程,大致流程引用如下网图进行说明。

1、锁升级流程图

2、Hotspot对象头实现锁升级

3、查看偏向锁相关JVM参数

命令:java -XX:+PrintFlagsFinal -version | findstr BiasedLocking

PS G:IDEA_locationhelloworld> java -XX:+PrintFlagsFinal -version | findstr BiasedLocking
java version "1.8.0_152"
Java(TM) SE Runtime Environment (build 1.8.0_152-b16)
Java HotSpot(TM) 64-Bit Server VM (build 25.152-b16, mixed mode)
     intx BiasedLockingBulkRebiasThreshold          = 20                                  {product}
     intx BiasedLockingBulkRevokeThreshold          = 40                                  {product}
     intx BiasedLockingDecayTime                    = 25000                               {product}
     intx BiasedLockingStartupDelay                 = 4000                                {product}
     bool TraceBiasedLocking                        = false                               {product}
     bool UseBiasedLocking                          = true                                {product}

BiasedLockingBulkRebiasThreshold:批量重偏向
BiasedLockingBulkRevokeThreshold:批量撤销
BiasedLockingDecayTime:腐化的时间
BiasedLockingStartupDelay:启动延迟
TraceBiasedLocking:跟踪偏向锁
UseBiasedLocking:偏向锁开关

4、偏向锁未启动

对应锁升级流程图中的步骤1。
  对象头的最后一个byte是00000001,最后3bit是001,这就是无锁态。

5、匿名偏向

对应锁升级流程图中的步骤6。
  对象头的最后一个byte是00000101,最后3bit是101,但是对象头中并未看到指向当前线程的指针,这就是匿名偏向。

6、偏向锁中当前线程指针不为空

对应锁升级流程图中的步骤7。
  对象头的最后一个byte是00000101,最后3bit是101,线程ID(00000000 00000000 00000000 00000000 00000010 11111100 010000)为对象头中前54位,Epoch(00) 。

7、计算对象的hashcode会使得偏向锁失效-匿名偏向到无锁

8、计算对象的hashcode会使得偏向锁失效-升级为轻量级锁

对应锁升级流程图中的步骤4。

附录:

1、批量重偏向与批量撤销
该部分引用自:https://baijiahao.baidu.com/s?id=1684475417467743944&wfr=spider&for=pc
(1)渊源:
从偏向锁的加锁解锁过程中可看出,当只有一个线程反复进入同步块时,偏向锁带来的性能开销基本可以忽略,但是当有其他线程尝试获得锁时,就需要等到safe point时,再将偏向锁撤销为无锁状态或升级为轻量级,会消耗一定的性能,所以在多线程竞争频繁的情况下,偏向锁不仅不能提高性能,还会导致性能下降。于是,就有了批量重偏向与批量撤销的机制。
(2)原理:
以class为单位,为每个class维护一个偏向锁撤销计数器,每一次该class的对象发生偏向撤销操作时,该计数器+1,当这个值达到重偏向阈值(默认20)时,JVM就认为该class的偏向锁有问题,因此会进行批量重偏向。每个class对象会有一个对应的epoch字段,每个处于偏向锁状态对象的Mark Word中也有该字段,其初始值为创建该对象时class中的epoch的值。每次发生批量重偏向时,就将该值+1,同时遍历JVM中所有线程的栈,找到该class所有正处于加锁状态的偏向锁,将其epoch字段改为新值。下次获得锁时,发现当前对象的epoch值和class的epoch不相等,那就算当前已经偏向了其他线程,也不会执行撤销操作,而是直接通过CAS操作将其Mark Word的Thread Id 改成当前线程Id。当达到重偏向阈值后,假设该class计数器继续增长,当其达到批量撤销的阈值后(默认40),JVM就认为该class的使用场景存在多线程竞争,会标记该class为不可偏向,之后,对于该class的锁,直接走轻量级锁的逻辑。
(3)解决场景:
批量重偏向(bulk rebias)机制是为了解决:一个线程创建了大量对象并执行了初始的同步操作,后来另一个线程也来将这些对象作为锁对象进行操作,这样会导致大量的偏向锁撤销操作。批量撤销(bulk revoke)机制是为了解决:在明显多线程竞争剧烈的场景下使用偏向锁是不合适的。

https://blog.csdn.net/qq_28773223/article/details/109706667
https://baijiahao.baidu.com/s?id=1684475417467743944&wfr=spider&for=pc
https://www.csdn.net/tags/MtTaMg0sMzY0NDg0LWJsb2cO0O0O.html

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