JVM 内置锁 synchronized 的几种状态概述
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synchronized 使用
通常我们说的 java 内置锁默认都是指的 JVM 给我们提供的 synchronized 关键字实现的 JVM 内置锁。 举个例子：
public class SynchronizedTest1 {
public static void main(String[] args) throws InterruptedException {
Object lockObj = new Object();
// 使用方式1: 代码块
synchronized (lockObj) {
System.out.println(1);
}
}
// 使用方式2: 非静态方法
public synchronized void test1() {
}
// 使用方式3: 静态方法
public static synchronized void test2() {
}
}
代码块方式使用
我们可以通过 idea 的jclasslib Bytecode Viewer插件进行查看字节码指令信息，如下图所示：
我们看到 synchronized底层是使用 monitor 机制来实现锁的获取、释放。会在代码快前后增加 monitorenter 、monitorexit 指令。
方法关键字方式使用
同样，如果是在方法上增加 synchronized关键字（由于jclasslib Bytecode Viewer查看方法信息不是很方便，下面我就通过 javap -verbose指令来进行演示），会在方法的 flags 上增加 ACC_SYNCHRONIZED关键字，原方法代码如下：
public synchronized void test() {
}
jclasslib Bytecode Viewer插件:
Access_Flag 访问标志 访问标识信息包括该Class文件时类和接口是否被定义成了public，是否是 abstract, 如果是类，是否被申明为成final。通过下面的源代码。
0x 00 21: 表示是0x0020 和0x0001的并集, 表示 ACC_PUBLIC 与 ACC_SYNCHRONIZED
访问标识符的具体指值和定义可以看看这个类， com.sun.org.apache.bcel.internal.classfile.AccessFlags 或者在这里查询 download.java.net/java/early_…
错误的使用方式
- 代码块方式使用锁的对象是 null
**锁定对象不能是 null ， 如果是 null 程序运行的时候会提示 ******NullPointerException****空指针异常。
Object lock = null;
synchronized(lock) {
System.out.println(100);
}
// 结果:
// Exception in thread "main" java.lang.NullPointerException
// at cn.xyz.juc.synchronized1.status.CleanLockTest.main(CleanLockTest.java:16)
- synchronized 修饰非静态方法，但调用带锁的关键字的对象不是同一个。
public class SynchronizedInvalidTest {
static int i = 0;
public static void main(String[] args) throws InterruptedException {
// 锁异常1：共享对象为null
Object lockObj;
synchronized (lockObj) {
System.out.println(1);
}
//锁异常2: 共享对象不同
SynchronizedInvalidTest test1 = new SynchronizedInvalidTest();
SynchronizedInvalidTest test2 = new SynchronizedInvalidTest();
Thread thread1 = new Thread(() -> {
for (int j = 0; j < 100; j++) {
test1.add();
}
});
Thread thread2 = new Thread(() -> {
for (int j = 0; j < 100; j++) {
test2.add();
}
});
thread1.start();
thread2.start();
thread1.join();
thread1.join();
System.out.println("i=" + i);
}
public synchronized void add() {
i++;
}
}
synchronized 原理
synchronized 信息如何记录?
前置内容 【JVM对象创建过程】 www.bilibili.com/video/BV1WK…
JVM 初始化零值分配后，虚拟机要进行必要的设置，例如设置这个对象是哪个实例，如何能够得到类的元数据信息、对象的哈希码、对象的 GC 分代年龄、锁状态等信息，这些信息都存放在对象头（Object Header）中。
在 HotSpot 虚拟机里，对象在堆内存中的存储布局可以划分为三个部分：对象头（Header）、实例数据（Instance Data）和对齐填充（Padding）。
HotSpot虚拟机对象的对象头部分包括两类信息。第一类是用于存储对象自身的运行时数据，如哈希码（HashCode）、GC分代年龄、锁状态标志、线程持有的锁、偏向线程ID、偏向时间戳等。对象头的另外一部分是类型指针，即对象指向它的类型元数据的指针，Java虚拟机通过这个指针来确定该对象是哪个类的实例。
对象头在 hotspot 虚拟机中的源码 markOop.cpp
// Bit-format of an object header (most significant first, big endian layout below):
//
// 32 bits:
// --------
// hash:25 ------------>| age:4 biased_lock:1 lock:2 (normal object)
// JavaThread*:23 epoch:2 age:4 biased_lock:1 lock:2 (biased object)
// size:32 ------------------------------------------>| (CMS free block)
// PromotedObject*:29 ---------->| promo_bits:3 ----->| (CMS promoted object)
//
// 64 bits:
// --------
// unused:25 hash:31 -->| unused:1 age:4 biased_lock:1 lock:2 (normal object)
// JavaThread*:54 epoch:2 unused:1 age:4 biased_lock:1 lock:2 (biased object)
// PromotedObject*:61 --------------------->| promo_bits:3 ----->| (CMS promoted object)
// size:64 ----------------------------------------------------->| (CMS free block)
//
// unused:25 hash:31 -->| cms_free:1 age:4 biased_lock:1 lock:2 (COOPs && normal object)
// JavaThread*:54 epoch:2 cms_free:1 age:4 biased_lock:1 lock:2 (COOPs && biased object)
// narrowOop:32 unused:24 cms_free:1 unused:4 promo_bits:3 ----->| (COOPs && CMS promoted object)
// unused:21 size:35 -->| cms_free:1 unused:7 ------------------>| (COOPs && CMS free block)
理论：Java 管程
Java 虚拟机可以支持方法级的同步和方法内部一段指令序列的同步，这两种同步结构都是采用管程（Monitor， 更常见的是直接称为 “锁”）来实现的。
Java 采用的是管程技术，synchronized 关键字及 wait()、notify()、notifyAll() 这三个方法都是管程的组成部分。而管程和信号量是等价的，所谓等价指的是用管程能够实现信号量，也能用信号量实现管程。但是管程利用OOP 的封装特性解决了信号量在工程实践上的复杂性问题，因此java采用管理机制。
MESA 模型
在管程的发展史上，先后出现过三种不同的管程模型，分别是：Hasen 模型、Hoare 模型和 MESA 模型。其中，现在广泛应用的是 MESA 模型，并且 Java 管程的实现参考的也是 MESA 模型。所以今天我们重点介绍一下 MESA 模型。
在并发编程领域，有两大核心问题：一个是互斥，即同一时刻只允许一个线程访问共享资源；另一个是同步，即线程之间如何通信、协作。这两大问题，管程都是能够解决的。
我们先来看看管程是如何解决互斥问题的。
管程解决互斥问题的思路很简单，就是将共享变量及其对共享变量的操作统一封装起来。假如我们要实现一个线程安全的阻塞队列，一个最直观的想法就是：将线程不安全的队列封装起来，对外提供线程安全的操作方法，例如入队操作和出队操作。
利用管程，可以快速实现这个直观的想法。在下图中，管程 X 将共享变量 queue 这个线程不安全的队列和相关的操作入队操作 enq()、出队操作 deq() 都封装起来了；线程 A 和线程 B 如果想访问共享变量 queue，只能通过调用管程提供的 enq()、deq() 方法来实现；enq()、deq() 保证互斥性，只允许一个线程进入管程。
管程模型的代码化语义那管程如何解决线程间的同步问题呢？
在管程模型里，共享变量和对共享变量的操作是被封装起来的，图中最外层的框就代表封装的意思。框的上面只有一个入口，并且在入口旁边还有一个入口等待队列。
那条件变量和条件变量等待队列的作用是什么呢？ 其实就是解决线程同步问题。你可以结合上面提到的阻塞队列的例子加深一下理解（阻塞队列的例子，是用管程来实现线程安全的阻塞队列，这个阻塞队列和管程内部的等待队列没有关系，本文中一定要注意阻塞队列和等待队列是不同的）。
假设有个线程 T1 执行阻塞队列的出队操作，执行出队操作，需要注意有个前提条件，就是阻塞队列不能是空的（空队列只能出 Null 值，是不允许的），阻塞队列不空这个前提条件对应的就是管程里的条件变量。 如果线程 T1 进入管程后恰好发现阻塞队列是空的，那怎么办呢？等待啊，去哪里等呢？就去条件变量对应的等待队列里面等。此时线程 T1 就去“队列不空”这个条件变量的等待队列中等待。
这个过程类似于大夫发现你要去验个血，于是给你开了个验血的单子，你呢就去验血的队伍里排队。线程 T1 进入条件变量的等待队列后，是允许其他线程进入管程的。这和你去验血的时候，医生可以给其他患者诊治，道理都是一样的。
再假设之后另外一个线程 T2 执行阻塞队列的入队操作，入队操作执行成功之后，“阻塞队列不空”这个条件对于线程 T1 来说已经满足了，此时线程 T2 要通知 T1，告诉它需要的条件已经满足了。当线程 T1 得到通知后，会从等待队列里面出来，但是出来之后不是马上执行，而是重新进入到入口等待队列里面。
这个过程类似你验血完，回来找大夫，需要重新分诊。
JVM 源码 ObjectMonitor
ObjectMonitor 在 jvm 中的定义信息如下：
// initialize the monitor, exception the semaphore, all other fields
// are simple integers or pointers
ObjectMonitor() {
_header = NULL; // 对象头
_count = 0;
_waiters = 0,
_recursions = 0; // 锁重入次数
_object = NULL; // 存储锁对象
_owner = NULL; // 标识拥有该 monitor 的线程（当前获取锁的线程）
_WaitSet = NULL; // 等待线程（调用 waite） 组成的双向循环链表 _WaitSet 是第一个节点
_WaitSetLock = 0 ;
_Responsible = NULL ;
_succ = NULL ;
_cxq = NULL ; // 多线程竞争锁会先存储到这个单向链表中（FIFO）结构
FreeNext = NULL ; // 存放在进入或者重新进入时被阻塞（Blocked）的线程（也就是竞争失败的线程）
_EntryList = NULL ;
_SpinFreq = 0 ;
_SpinClock = 0 ;
OwnerIsThread = 0 ;
_previous_owner_tid = 0;
}
synchronized JVM 源码中使用的是操作系统什么 API ？
hotspot 虚拟机中 linux x86 下面会调用汇编指令 cmpxchgl ，在 hotspot/src/os_cpu/linux_x86/vm/atomic_linux_x86.inline.hpp 函数 Atomic::cmpxchg
synchroinzed 4种锁概述
内置锁分为 4 个状态，分别是：无锁，偏向锁，轻量级锁，重量级锁。在锁竞争的过程中会进行一个正向的锁升级过程。
锁升级过程
说明，锁升级状态是不可逆转的。
锁的状态转化
偏向锁、轻量级锁的状态转化及对象 Mark Word 的关系转换入下图所示：
打印对象信息
对象的结构我们可以通过 org.openjdk.jol:jol-core 打印内存的布局信息 maven 依赖代码：
<!-- 查看Java 对象布局、大小工具 -->
<dependency>
<groupId>org.openjdk.jol</groupId>
<artifactId>jol-core</artifactId>
<version>0.16</version>
</dependency>
无锁
我们创建一个对象的时候，JVM 就会给我们创建的对象分配一个管程对象，我们一起来看看无锁状态下的对象信息。
测试代码：
/**
* 无锁状态
*/
public class NoLockTest {
public static void main(String[] args) {
Object object = new Object();
System.out.println(ClassLayout.parseInstance(object).toPrintable());
}
}
输出结果
java.lang.Object object internals:
OFF SZ TYPE DESCRIPTION VALUE
0 8 (object header: mark) 0x0000000000000001 (non-biasable; age: 0)
8 4 (object header: class) 0xf80001e5
12 4 (object alignment gap)
Instance size: 16 bytes
Space losses: 0 bytes internal + 4 bytes external = 4 bytes total
字段解释：
- OFFSET : 地址偏移量，单位字节；
- SIZE: 占用内存大小，单位字节；
- TYPE DESCRIPTION: 类型描述，其中 object header 为对象头；
- VALUE： 对应内存中当前存储的值(二进制表示)
JVM 优化：指针压缩
打印的结果我们可以看到，对象总大小位 16 字节，前 12 字节为对象头（我本地 jdk 1.8 默认开启指针压缩），后面 4 字节为对齐填充。
可以通过一下参数进行关闭：
-XX:-UseCompressedOops
我再执行一次，对象总大小 16 bytes, 前 8 bytes 是 mark word ， 后 8 bytes 表示 kclass point
java.lang.Object object internals:
OFF SZ TYPE DESCRIPTION VALUE
0 8 (object header: mark) 0x0000000000000001 (non-biasable; age: 0)
8 8 (object header: class) 0x00000001238efc00
Instance size: 16 bytes
Space losses: 0 bytes internal + 0 bytes external = 0 bytes total
对象大小 16个字节
匿名偏向
当 JVM 启用了偏向锁模式（JDK 6默认开启），创建新的 Mark Word 的 Thread Id 为 0， 说明此时处于可偏向但是并未偏向任何线程，也叫做匿名偏向状态（anonymously biased）
import org.openjdk.jol.info.ClassLayout;
/**
* 延迟偏向
*
* 1.无锁状态
* 2.匿名偏向
*/
public class BiasedLockDelayTest {
public static void main(String[] args) throws InterruptedException {
Object obj1 = new Object();
//1.无锁状态
System.out.println(ClassLayout.parseInstance(obj1).toPrintable());
System.out.println();
Thread.sleep(5000);
//2.匿名偏向
Object obj2 = new Object();
System.out.println(ClassLayout.parseInstance(obj2).toPrintable());
}
}
输出结果：
偏向锁
锁优化: 偏向锁延迟偏向
**偏向锁模式存在偏向锁延迟机制： **Hostpost 虚拟机再启动后有一个几秒（默认 4 秒）的延迟才对新对象进行开启偏向锁模式。 JVM 启动时会进行一系列的对象创建过程。在这个过程中大量 synchronized 关键字对对象加锁，这些锁多数都不是偏向锁。为了减少初始化时间， jvm 默认延迟加载偏向锁。
相关 JVM 参数：
//关闭延迟开启偏向锁
‐XX:BiasedLockingStartupDelay=0
//禁止偏向锁
‐XX:‐UseBiasedLocking
//启用偏向锁
‐XX:+UseBiasedLocking
测试代码（注意，这里需要注意的是需要创建两个对象，因为对象头信息的初始化是在 new关键字执行的时候初始化，笔者之前就遇到了这样的问题，导致实验失败）：
import org.openjdk.jol.info.ClassLayout;
/**
* 延迟偏向
*
* 1.无锁状态
* 2.匿名偏向
*/
public class BiasedLockDelayTest {
public static void main(String[] args) throws InterruptedException {
Object obj1 = new Object();
//1.无锁状态
System.out.println(ClassLayout.parseInstance(obj1).toPrintable());
System.out.println();
Thread.sleep(5000);
//2.匿名偏向
Object obj2 = new Object();
System.out.println(ClassLayout.parseInstance(obj2).toPrintable());
}
}
结果打印如下，延迟 5 秒后新创建的都默认开启匿名偏向， threadid = 0 。
偏向锁偏向状态跟踪
下面代码主要演示了对象从无锁，到偏向锁的过程。
触发场景：创建子线程去获取锁
代码如下：
import lombok.extern.slf4j.Slf4j;
import org.openjdk.jol.info.ClassLayout;
/**
* 触发场景：创建子线程去获取锁
* <p>
* 偏向锁状态
* <p>
* 测试例子1: 调用 hashcode, 升级为重量级锁
* 测试例子2: 调用 notify, 偏向锁升级为轻量级锁
* 测试例子3: 调用 wait, 偏向锁升级为重量级锁
*/
@Slf4j
public class BiasedLockStateTest {
public static void main(String[] args) throws InterruptedException {
log.debug(ClassLayout.parseInstance(new Object()).toPrintable());
Thread.sleep(4000);
Object obj1 = new Object();
log.debug(ClassLayout.parseInstance(obj1).toPrintable());
new Thread(new Runnable() {
@Override
public void run() {
log.info("threadId:" + ClassLayout.parseInstance(obj1));
log.debug("start ... \r\n" + ClassLayout.parseInstance(obj1).toPrintable());
synchronized (obj1) {
log.debug("lock ... \r\n" + ClassLayout.parseInstance(obj1).toPrintable());
//测试例子1: 调用 hashcode, 升级为重量级锁
//obj1.hashCode();
//log.debug("invoke hashCode method ... \r\n" + ClassLayout.parseInstance(obj1).toPrintable());
//测试例子2: 调用 notify, 偏向锁升级为轻量级锁
//obj1.notify();
//log.debug("invoke notify method ... \r\n" + ClassLayout.parseInstance(obj1).toPrintable());
//测试例子3: 调用 wait, 偏向锁升级为重量级锁
// try {
// obj1.wait(3);
// } catch (InterruptedException e) {
// throw new RuntimeException(e);
// }
// log.debug("invoke wait method ... \r\n" + ClassLayout.parseInstance(obj1).toPrintable());
}
log.debug("unlock ... \r\n" + ClassLayout.parseInstance(obj1).toPrintable());
}
}, "thread0").start();
Thread.sleep(5000);
log.debug(ClassLayout.parseInstance(obj1).toPrintable());
}
}
打印结果如下：
偏向锁状态调用 hashcode 方法
调用锁对兑现的 obj.hashCode() 或者 System.identityHashCode(obj) 方法时候会导致该对象的偏向锁被撤销。因为一个对象，其 hashcode 只会被生成一次并且保存，偏向锁是没有地方存储 hashcode 的
- 轻量级锁会在锁记录中记录 hashCode
- 重量级锁会在 Monitor 中记录 hashCode
当对象处于可偏向（也就是线程 ID 为0）和已偏向的状态下，调用 hashCode 计算会将使对象也无法偏向：
- 当对象可偏向时， MarkWord 将编程未锁定状态，并且只能升级成轻量级锁
- 当对象正处于偏向锁时， 调用 hashCode 使偏向锁强制升级为重量级锁
测试代码同上段
偏向锁内调用，共享对象 obj1 的 hashCode 方法，锁被升级为重量级锁。
偏向锁状态调用 wait/notify
偏向锁状态执行 obj.notify 会升级为轻量级锁。
调用 obj.wait(timeout) 会升级为重量级锁。
轻量级锁状态
如果偏向锁失败， 虚拟机并不会升级为重量级锁，它还会尝试使用一种称为轻量锁的优化手段，此时 Mark Word 的结构也会变成轻量级锁的结构，轻量级锁所适应的场景就是线程交替执行同步块的场合，如果存在同一个时间多个线程访问同一把锁的场合，就会导致轻量级锁膨胀为重量级锁。
偏向锁升级为轻量级锁
@Slf4j
public class LightweightLockTest {
public static void main(String[] args) throws InterruptedException {
log.debug(ClassLayout.parseInstance(new Object()).toPrintable());
Thread.sleep(5000);
Object obj1 = new Object();
log.debug(ClassLayout.parseInstance(obj1).toPrintable());
new Thread(new Runnable() {
@SneakyThrows
@Override
public void run() {
log.debug("start ... \r\n" + ClassLayout.parseInstance(obj1).toPrintable());
synchronized (obj1) {
log.debug("lock ... \r\n" + ClassLayout.parseInstance(obj1).toPrintable());
}
log.debug("unlock ... \r\n" + ClassLayout.parseInstance(obj1).toPrintable());
}
}, "thread0").start();
Thread.sleep(1000);
new Thread(new Runnable() {
@SneakyThrows
@Override
public void run() {
log.debug("start ... \r\n" + ClassLayout.parseInstance(obj1).toPrintable());
synchronized (obj1) {
log.debug("lock ... \r\n" + ClassLayout.parseInstance(obj1).toPrintable());
}
log.debug("unlock ... \r\n" + ClassLayout.parseInstance(obj1).toPrintable());
}
}, "thread1").start();
Thread.sleep(5000);
log.debug(ClassLayout.parseInstance(obj1).toPrintable());
}
}
打印日志：
[01:00:56:088] [DEBUG] - com.ssm.juc.synchronized1.ThinLockTest.main(ThinLockTest.java:15) - java.lang.Object object internals:
OFF SZ TYPE DESCRIPTION VALUE
0 8 (object header: mark) 0x0000000000000001 (non-biasable; age: 0)
8 4 (object header: class) 0xf80001e5
12 4 (object alignment gap)
Instance size: 16 bytes
Space losses: 0 bytes internal + 4 bytes external = 4 bytes total
[01:01:01:099] [DEBUG] - com.ssm.juc.synchronized1.ThinLockTest.main(ThinLockTest.java:18) - java.lang.Object object internals:
OFF SZ TYPE DESCRIPTION VALUE
0 8 (object header: mark) 0x0000000000000005 (biasable; age: 0)
8 4 (object header: class) 0xf80001e5
12 4 (object alignment gap)
Instance size: 16 bytes
Space losses: 0 bytes internal + 4 bytes external = 4 bytes total
[01:01:01:104] [DEBUG] - com.ssm.juc.synchronized1.ThinLockTest$1.run(ThinLockTest.java:22) - start ...
java.lang.Object object internals:
OFF SZ TYPE DESCRIPTION VALUE
0 8 (object header: mark) 0x0000000000000005 (biasable; age: 0)
8 4 (object header: class) 0xf80001e5
12 4 (object alignment gap)
Instance size: 16 bytes
Space losses: 0 bytes internal + 4 bytes external = 4 bytes total
[01:01:01:104] [DEBUG] - com.ssm.juc.synchronized1.ThinLockTest$1.run(ThinLockTest.java:24) - lock ...
java.lang.Object object internals:
OFF SZ TYPE DESCRIPTION VALUE
0 8 (object header: mark) 0x00007fae16993005 (biased: 0x0000001feb85a64c; epoch: 0; age: 0)
8 4 (object header: class) 0xf80001e5
12 4 (object alignment gap)
Instance size: 16 bytes
Space losses: 0 bytes internal + 4 bytes external = 4 bytes total
[01:01:01:105] [DEBUG] - com.ssm.juc.synchronized1.ThinLockTest$1.run(ThinLockTest.java:26) - unlock ...
java.lang.Object object internals:
OFF SZ TYPE DESCRIPTION VALUE
0 8 (object header: mark) 0x00007fae16993005 (biased: 0x0000001feb85a64c; epoch: 0; age: 0)
8 4 (object header: class) 0xf80001e5
12 4 (object alignment gap)
Instance size: 16 bytes
Space losses: 0 bytes internal + 4 bytes external = 4 bytes total
[01:01:02:119] [DEBUG] - com.ssm.juc.synchronized1.ThinLockTest$2.run(ThinLockTest.java:35) - start ...
java.lang.Object object internals:
OFF SZ TYPE DESCRIPTION VALUE
0 8 (object header: mark) 0x00007fae16993005 (biased: 0x0000001feb85a64c; epoch: 0; age: 0)
8 4 (object header: class) 0xf80001e5
12 4 (object alignment gap)
Instance size: 16 bytes
Space losses: 0 bytes internal + 4 bytes external = 4 bytes total
[01:01:02:121] [DEBUG] - com.ssm.juc.synchronized1.ThinLockTest$2.run(ThinLockTest.java:37) - lock ...
java.lang.Object object internals:
OFF SZ TYPE DESCRIPTION VALUE
0 8 (object header: mark) 0x000000030d7caa40 (thin lock: 0x000000030d7caa40)
8 4 (object header: class) 0xf80001e5
12 4 (object alignment gap)
Instance size: 16 bytes
Space losses: 0 bytes internal + 4 bytes external = 4 bytes total
[01:01:02:128] [DEBUG] - com.ssm.juc.synchronized1.ThinLockTest$2.run(ThinLockTest.java:39) - unlock ...
java.lang.Object object internals:
OFF SZ TYPE DESCRIPTION VALUE
0 8 (object header: mark) 0x0000000000000001 (non-biasable; age: 0)
8 4 (object header: class) 0xf80001e5
12 4 (object alignment gap)
Instance size: 16 bytes
Space losses: 0 bytes internal + 4 bytes external = 4 bytes total
[01:01:07:120] [DEBUG] - com.ssm.juc.synchronized1.ThinLockTest.main(ThinLockTest.java:44) - java.lang.Object object internals:
OFF SZ TYPE DESCRIPTION VALUE
0 8 (object header: mark) 0x0000000000000001 (non-biasable; age: 0)
8 4 (object header: class) 0xf80001e5
12 4 (object alignment gap)
Instance size: 16 bytes
Space losses: 0 bytes internal + 4 bytes external = 4 bytes total
由于日志过长无法标记，我就简单的画一个流程图吧
轻量级锁升级为重量级锁
需要制造竞争激烈的场景，我们可以通过线程池的方式来模拟，代码如下：
/**
* 轻量级锁升级到重量级锁
* <p>
*/
@Slf4j
public class ThinUpgradeFatLockTest {
public static void main(String[] args) throws InterruptedException {
log.debug(ClassLayout.parseInstance(new Object()).toPrintable());
Thread.sleep(5000);
Object obj1 = new Object();
log.debug(ClassLayout.parseInstance(obj1).toPrintable());
ExecutorService executeService = Executors.newFixedThreadPool(4);
executeService.submit(new Thread(new Runnable() {
@Override
public void run() {
log.debug("start ... \r\n" + ClassLayout.parseInstance(obj1).toPrintable());
synchronized (obj1) {
log.debug("lock ... \r\n" + ClassLayout.parseInstance(obj1).toPrintable());
}
log.debug("unlock ... \r\n" + ClassLayout.parseInstance(obj1).toPrintable());
}
}, "thread0"));
//Thread.sleep(1000);
executeService.submit(new Thread(new Runnable() {
@Override
public void run() {
log.debug("start ... \r\n" + ClassLayout.parseInstance(obj1).toPrintable());
synchronized (obj1) {
log.debug("lock ... \r\n" + ClassLayout.parseInstance(obj1).toPrintable());
}
log.debug("unlock ... \r\n" + ClassLayout.parseInstance(obj1).toPrintable());
}
}, "thread1"));
executeService.submit(new Thread(new Runnable() {
@Override
public void run() {
log.debug("start ... \r\n" + ClassLayout.parseInstance(obj1).toPrintable());
synchronized (obj1) {
log.debug("lock ... \r\n" + ClassLayout.parseInstance(obj1).toPrintable());
}
log.debug("unlock ... \r\n" + ClassLayout.parseInstance(obj1).toPrintable());
}
}, "thread3"));
executeService.shutdown();
while (!executeService.isTerminated()) {
}
log.debug(ClassLayout.parseInstance(obj1).toPrintable());
}
}
我们再来看看结果：
第2个线程获取锁过后，锁由偏向锁升级为轻量级锁
第3个线程已经采用的是重量级锁。
说明：为什么有时候没有升级成重量级锁？这个可能是当是 CPU 资源比较空闲，计算逻辑处理能力比较强，不需要进行锁升级，大家可以尝试多增加几个线程参与锁的争抢或者该程序多运行几次。 日志信息：
01:37:22.900 DEBUG com.ssm.juc.synchronized1.ThinUpgradeFatLockTest [main] 18 main - java.lang.Object object internals:
OFF SZ TYPE DESCRIPTION VALUE
0 8 (object header: mark) 0x0000000000000001 (non-biasable; age: 0)
8 4 (object header: class) 0xf80001e5
12 4 (object alignment gap)
Instance size: 16 bytes
Space losses: 0 bytes internal + 4 bytes external = 4 bytes total
01:37:27.918 DEBUG com.ssm.juc.synchronized1.ThinUpgradeFatLockTest [main] 21 main - java.lang.Object object internals:
OFF SZ TYPE DESCRIPTION VALUE
0 8 (object header: mark) 0x0000000000000005 (biasable; age: 0)
8 4 (object header: class) 0xf80001e5
12 4 (object alignment gap)
Instance size: 16 bytes
Space losses: 0 bytes internal + 4 bytes external = 4 bytes total
01:37:27.932 DEBUG com.ssm.juc.synchronized1.ThinUpgradeFatLockTest$1 [pool-2-thread-1] 27 run - start ...
java.lang.Object object internals:
OFF SZ TYPE DESCRIPTION VALUE
0 8 (object header: mark) 0x0000000000000005 (biasable; age: 0)
8 4 (object header: class) 0xf80001e5
12 4 (object alignment gap)
Instance size: 16 bytes
Space losses: 0 bytes internal + 4 bytes external = 4 bytes total
01:37:27.935 DEBUG com.ssm.juc.synchronized1.ThinUpgradeFatLockTest$1 [pool-2-thread-1] 29 run - lock ...
java.lang.Object object internals:
OFF SZ TYPE DESCRIPTION VALUE
0 8 (object header: mark) 0x00007fbeb092b005 (biased: 0x0000001fefac24ac; epoch: 0; age: 0)
8 4 (object header: class) 0xf80001e5
12 4 (object alignment gap)
Instance size: 16 bytes
Space losses: 0 bytes internal + 4 bytes external = 4 bytes total
01:37:27.940 DEBUG com.ssm.juc.synchronized1.ThinUpgradeFatLockTest$1 [pool-2-thread-1] 31 run - unlock ...
java.lang.Object object internals:
OFF SZ TYPE DESCRIPTION VALUE
0 8 (object header: mark) 0x00007fbeb092b005 (biased: 0x0000001fefac24ac; epoch: 0; age: 0)
8 4 (object header: class) 0xf80001e5
12 4 (object alignment gap)
Instance size: 16 bytes
Space losses: 0 bytes internal + 4 bytes external = 4 bytes total
01:37:27.941 DEBUG com.ssm.juc.synchronized1.ThinUpgradeFatLockTest$2 [pool-2-thread-2] 40 run - start ...
java.lang.Object object internals:
OFF SZ TYPE DESCRIPTION VALUE
0 8 (object header: mark) 0x00007fbeb092b005 (biased: 0x0000001fefac24ac; epoch: 0; age: 0)
8 4 (object header: class) 0xf80001e5
12 4 (object alignment gap)
Instance size: 16 bytes
Space losses: 0 bytes internal + 4 bytes external = 4 bytes total
01:37:27.945 DEBUG com.ssm.juc.synchronized1.ThinUpgradeFatLockTest$3 [pool-2-thread-3] 51 run - start ...
java.lang.Object object internals:
OFF SZ TYPE DESCRIPTION VALUE
0 8 (object header: mark) 0x00007fbeb092b005 (biased: 0x0000001fefac24ac; epoch: 0; age: 0)
8 4 (object header: class) 0xf80001e5
12 4 (object alignment gap)
Instance size: 16 bytes
Space losses: 0 bytes internal + 4 bytes external = 4 bytes total
01:37:27.946 DEBUG com.ssm.juc.synchronized1.ThinUpgradeFatLockTest$2 [pool-2-thread-2] 42 run - lock ...
java.lang.Object object internals:
OFF SZ TYPE DESCRIPTION VALUE
0 8 (object header: mark) 0x000000030fb147b8 (thin lock: 0x000000030fb147b8)
8 4 (object header: class) 0xf80001e5
12 4 (object alignment gap)
Instance size: 16 bytes
Space losses: 0 bytes internal + 4 bytes external = 4 bytes total
01:37:27.948 DEBUG com.ssm.juc.synchronized1.ThinUpgradeFatLockTest$3 [pool-2-thread-3] 53 run - lock ...
java.lang.Object object internals:
OFF SZ TYPE DESCRIPTION VALUE
0 8 (object header: mark) 0x00007fbeb210d2ea (fat lock: 0x00007fbeb210d2ea)
8 4 (object header: class) 0xf80001e5
12 4 (object alignment gap)
Instance size: 16 bytes
Space losses: 0 bytes internal + 4 bytes external = 4 bytes total
01:37:27.948 DEBUG com.ssm.juc.synchronized1.ThinUpgradeFatLockTest$2 [pool-2-thread-2] 44 run - unlock ...
java.lang.Object object internals:
OFF SZ TYPE DESCRIPTION VALUE
0 8 (object header: mark) 0x00007fbeb210d2ea (fat lock: 0x00007fbeb210d2ea)
8 4 (object header: class) 0xf80001e5
12 4 (object alignment gap)
Instance size: 16 bytes
Space losses: 0 bytes internal + 4 bytes external = 4 bytes total
01:37:27.950 DEBUG com.ssm.juc.synchronized1.ThinUpgradeFatLockTest$3 [pool-2-thread-3] 55 run - unlock ...
java.lang.Object object internals:
OFF SZ TYPE DESCRIPTION VALUE
0 8 (object header: mark) 0x0000000000000001 (non-biasable; age: 0)
8 4 (object header: class) 0xf80001e5
12 4 (object alignment gap)
Instance size: 16 bytes
Space losses: 0 bytes internal + 4 bytes external = 4 bytes total
01:37:27.951 DEBUG com.ssm.juc.synchronized1.ThinUpgradeFatLockTest [main] 62 main - java.lang.Object object internals:
OFF SZ TYPE DESCRIPTION VALUE
0 8 (object header: mark) 0x0000000000000001 (non-biasable; age: 0)
8 4 (object header: class) 0xf80001e5
12 4 (object alignment gap)
Instance size: 16 bytes
Space losses: 0 bytes internal + 4 bytes external = 4 bytes total
参考资料
转载自:https://juejin.cn/post/7055665818176061453