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java架构之路(多线程)synchronized详解以及锁的膨胀升级过程,mysql数据库实用教程pdf

synchronized是jvm内部的一把隐式锁,一切的加锁和解锁过程是由jvm虚拟机来控制的,不需要我们认为的干预,我们大致从了解锁,到synchronized的使用,到锁的膨胀升级过程三个角度来说一下synchronized。

锁的分类

java中我们听到很多的锁,什么显示锁,隐式锁,公平锁,重入锁等等,下面我来总结一张图来供大家学习使用。

img

这次博客我们主要来说我们的隐示锁,就是我们的无锁到重量级锁。

synchronized的使用

我们先来看一段简单的代码

public class SynchronizedTest {

private static Object object = new Object();

public static void main(String[] args) {

synchronized (object){

System.out.println(“只有我拿到锁啦”);

}

}

}

就这样synchronized就可以使用了,这

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样是每次去拿全局对象的object去锁住后续的代码段。我们来看一下汇编指令码

public static void main(java.lang.String[]);

Code:

0: getstatic #2 // Field object:Ljava/lang/Object;

3: dup

4: astore_1

5: monitorenter

6: getstatic #3 // Field java/lang/System.out:Ljava/io/PrintStream;

9: ldc #4 // String 只有我拿到锁啦

11: invokevirtual #5 // Method java/io/PrintStream.println:(Ljava/lang/String;)V

14: aload_1

15: monitorexit

16: goto 24

19: astore_2

20: aload_1

21: monitorexit

22: aload_2

23: athrow

24: return

Exception table:

from to target type

6 16 19 any

19 22 19 any

明显看到了两个很重要的方法monitorenter和monitorexit两个方法,也就是说我们的synchronized方法加锁是基于monitorenter加锁和monitorexit解锁来操作的

img

我们得知是由monitorenter来控制加锁和monitorexit解锁的,我们完全可以这样来操作。上次我们说过一个unsafe类。

public class SynchronizedTest {

private static Object obj = new Object();

public void lockMethod(){

UnsafeInstance.reflectGetUnsafe().monitorEnter(obj);

}

public void unLockMethod(){

UnsafeInstance.reflectGetUnsafe().monitorExit(obj);

}

}

就是我们上次说的unsafe那个类给我们提供了加锁和解锁的方法,这样就是实现夸方法的加锁和解锁了,但是超级不建议这样的使用,后面的AQS回去说别的方式。越过虚拟机直接操作底层的,我们一般是不建议这样来做的。

我们还可以将synchronized锁放置在方法上。例如

public class SynchronizedTest {

private static Object object = new Object();

public static synchronized void lockMethod() {

System.out.println(“只有我拿到锁啦”);

}

}

这样加锁是加在了this当前类对象上的。如果不加static,锁是加在类对象上的,需要注意我们用的spring的bean作用域

并且我们的synchronized是一个可重入锁,在jvm源码中有一个数值来记录加锁和解锁的次数,所以我们是可以多次套用synchronized的

public void lockMethod(){

synchronized(obj){

synchronized(obj){

System.out.println(“我没报错”);

}

}

}

synchronized到底锁了什么

还是拿上个每次加锁的时候会在对象头内记录我们的加锁信息,我们这里来说一下对象头里面都放置了什么吧。

以32位JVM内部存储结构为例

img

由此看出对象一直是有一个位置来记录我们的锁信息的。说到这我们就可以来看一下我们锁的膨胀升级过程了。

锁的膨胀升级

我们说过了对象头的内容,接下来可以说说我们的锁内部是如何升级上锁的了。从无锁到重量级锁的一个升级过程,我们来边画图,边详细看一下。

无锁状态:

img

开始时应该这样的,线程A和线程B要去争抢锁对象,但还未开始争抢,锁对象的对象头是无锁的状态也就是25bit位存的hashCode,4bit位存的对象的分代年龄,1bit位记录是否为偏向锁,2bit位记录状态,优先看最后2bit位,是01,所以说我们的对象可能无锁或者偏向锁状态的,继续前移一个位置,有1bit专门记录是否为偏向锁的,1代表是偏向锁,0代表无锁,刚刚开始的时候一定是一个无锁的状态,这个不需要多做解释,系统不同内部bit位存的东西可能有略微差异,但关键信息是一致的。

偏向锁:

这时线程开始占有锁对象,比如线程A得到了锁对象。

img

就会变成这样的,线程A拿到锁对象,将我们的偏向锁标志位改为1,并且将原有的hashCode的位置变为23bit位存放线程A的线程ID(用CAS算法得到的线程A的ID),2bit位存epoch,偏向锁是永远不会被释放的。

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