Java synchronized重量級(jí)鎖實(shí)現(xiàn)過(guò)程淺析
一、什么是重量級(jí)鎖
當(dāng)有大量的線(xiàn)程都在競(jìng)爭(zhēng)同一把鎖的時(shí)候,這個(gè)時(shí)候加的鎖,就是重量級(jí)鎖。


這個(gè)重量級(jí)鎖其實(shí)指的就是JVM內(nèi)部的ObjectMonitor監(jiān)視器對(duì)象:
ObjectMonitor() {
_header = NULL; //鎖對(duì)象的原始對(duì)象頭
_count = 0; //搶占當(dāng)前鎖的線(xiàn)程數(shù)量
_waiters = 0, //調(diào)用wait方法后等待的線(xiàn)程數(shù)量
_recursions = 0; //記錄鎖重入次數(shù)
_object = NULL;
_owner = NULL; //指向持有ObjectMonitor的線(xiàn)程
_WaitSet = NULL; //處于wait狀態(tài)的線(xiàn)程隊(duì)列,等待被喚醒
_WaitSetLock = 0 ;
_Responsible = NULL ;
_succ = NULL ;
_cxq = NULL ;
FreeNext = NULL ;
_EntryList = NULL ; //等待鎖的線(xiàn)程隊(duì)列
_SpinFreq = 0 ;
_SpinClock = 0 ;
OwnerIsThread = 0 ;
_previous_owner_tid = 0;
}二、重量級(jí)鎖的演示
public class HightweightLockDemo02 {
public static void main(String[] args) {
Object objLock = new Object();
new Thread(() -> {
synchronized (objLock) {
System.out.println(ClassLayout.parseInstance(objLock).toPrintable());
}
}, "t1").start();
new Thread(() -> {
synchronized (objLock) {
System.out.println(ClassLayout.parseInstance(objLock).toPrintable());
}
}, "t2").start();
}
}運(yùn)行程序:
java.lang.Object object internals:
OFFSET SIZE TYPE DESCRIPTION VALUE
0 4 (object header) 1a 33 c9 e1 (00011010 00110011 11001001 11100001) (-506907878)
4 4 (object header) 43 01 00 00 (01000011 00000001 00000000 00000000) (323)
8 4 (object header) e5 01 00 f8 (11100101 00000001 00000000 11111000) (-134217243)
12 4 (loss due to the next object alignment)
Instance size: 16 bytes
Space losses: 0 bytes internal + 4 bytes external = 4 bytes total
java.lang.Object object internals:
OFFSET SIZE TYPE DESCRIPTION VALUE
0 4 (object header) 1a 33 c9 e1 (00011010 00110011 11001001 11100001) (-506907878)
4 4 (object header) 43 01 00 00 (01000011 00000001 00000000 00000000) (323)
8 4 (object header) e5 01 00 f8 (11100101 00000001 00000000 11111000) (-134217243)
12 4 (loss due to the next object alignment)
Instance size: 16 bytes
Space losses: 0 bytes internal + 4 bytes external = 4 bytes total
可見(jiàn),當(dāng)多個(gè)線(xiàn)程共同搶占同一把鎖的時(shí)候,鎖對(duì)象MarkWord的最后三位是“010”,代表的就是一個(gè)重量級(jí)鎖。
三、重量級(jí)鎖的原理
以上述代碼為例,synchronized獲取的鎖是重量級(jí)鎖,synchronized修飾代碼塊,使用javap -p -v .\HightweightLockDemo02.class指令查看其字節(jié)碼:

在編譯的時(shí)候,JVM會(huì)在同步塊開(kāi)始位置插入monitorenter指令,在同步塊結(jié)束位置插入monitorexit指令。當(dāng)線(xiàn)程執(zhí)行到monitorenter指令時(shí),會(huì)嘗試獲取對(duì)象所對(duì)應(yīng)的Monitor所有權(quán),如果獲取成功,則表示獲取到了鎖,會(huì)在Monitor的_owner中存在當(dāng)前線(xiàn)程的ID,這樣它將處于鎖定狀態(tài),除非退出同步塊,否則其他線(xiàn)程無(wú)法獲取得到這個(gè)Monitor。

四、鎖的優(yōu)缺點(diǎn)對(duì)比
下表是對(duì)各種狀態(tài)的鎖的對(duì)比:
| 鎖的類(lèi)型 | 優(yōu)點(diǎn) | 缺點(diǎn) | 適用場(chǎng)景 |
| 偏向鎖 | 加鎖和解鎖不需要額外的消耗,和執(zhí)行非同步方法相比僅存在納秒級(jí)的差距 | 如果線(xiàn)程間存在鎖競(jìng)爭(zhēng),會(huì)帶來(lái)額外的鎖撤銷(xiāo)的消耗 | 適用于只有一個(gè)線(xiàn)程訪問(wèn)同步塊場(chǎng)景 |
| 輕量級(jí)鎖 | 競(jìng)爭(zhēng)的線(xiàn)程不會(huì)阻塞,提高了程序的響應(yīng)速度 | 如果始終得不到鎖競(jìng)爭(zhēng)的線(xiàn)程,使用自旋會(huì)消耗CPU,導(dǎo)致CPU空轉(zhuǎn) | 追求響應(yīng)時(shí)間 同步塊執(zhí)行速度非常快 |
| 重量級(jí)鎖 | 線(xiàn)程競(jìng)爭(zhēng)不使用自旋,不會(huì)消耗CPU | 線(xiàn)程阻塞,響應(yīng)時(shí)間緩慢 | 追求吞吐量 同步塊執(zhí)行時(shí)間較長(zhǎng) |
到此這篇關(guān)于Java synchronized重量級(jí)鎖實(shí)現(xiàn)過(guò)程淺析的文章就介紹到這了,更多相關(guān)Java synchronized 內(nèi)容請(qǐng)搜索腳本之家以前的文章或繼續(xù)瀏覽下面的相關(guān)文章希望大家以后多多支持腳本之家!
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