Java并发 | 18.[锁机制] 轻量级锁（CAS+自旋锁）
文章目录
- 1. 轻量级锁分析
- 回顾重量级锁
- 轻量级锁的优势
- 2. CAS（Compare And Swap）
- 3. 轻量级锁（CAS+自旋锁）
- 3.1. 整体流程图
- 3.2. 加锁、锁重入、锁释放（CAS）
- 3.3. 锁膨胀（CAS+自旋）
- 参考资料
1. 轻量级锁分析
回顾重量级锁
在上文 Java并发 | 17.[锁机制] 重量级锁（Monitor+自旋锁）中对重量级锁进行过解析，需要实现重量级锁，就要向操作系统申请一个 Monitor 对象。
轻量级锁的优势
轻量级锁使用CAS和自旋锁来获取锁，避免了向操作系统申请 Monitor 对象，从而减少性能消耗。
2. CAS（Compare And Swap）
顾名思义，在进行比较后如果满足条件，就会交换内容。
在轻量级锁机制中，则是判断 obj 中 Mark Word 是否为 "指向LockRecord"的指针，若不是，则将当前线程中 “LockRecord 里指向自己的指针” 与 MarkWord 交换。
3. 轻量级锁（CAS+自旋锁）
3.1. 整体流程图
3.2. 加锁、锁重入、锁释放（CAS）
- [加锁] 线程t1发现 obj 的 MarkWord 不是「指向LockRecord的指针」，于是 将指向LockRecord的指针与MarkWord 进行交换（CAS）；
- [锁重入] 当一段 synchronized( obj1 ) 代码块中递归地执行了 synchronized( obj1 ) 代码块，就会出现「锁重入」，此时虽然CAS失败，但线程t1发现指针指向的 LockRecord 是属于自己的，于是创建一个新的 LockRecord 用于计数；
- [锁释放] 当 synchronized( obj ) 代码块执行完毕，则 将MarkWord与指向LockRecord的指针 换回原来的位置（再次CAS）。
3.3. 锁膨胀（CAS+自旋）
若发生了锁竞争（线程t2尝试CAS失败，并发现对象头中指针指向的LockRecord并不属于自己），那线程t2就会循环 争抢锁，直到超出次数上限（默认10次，JVM底层会自适应调整），就会将锁升级为「重量级锁」。
- [申请Monitor] 向操作系统申请一个 Monitor 对象；
- [重置指针、进入EntryList] obj 中的指针被替换成「指向Monitor的指针」，Monitor 中的 Owner 指向 t1，t2 进入 EntryList 并进入 BLOCKED 状态；
- [唤醒t2] t1 执行完毕后，尝试 CAS 失败，说明锁已进行过升级，于是根据JVM底层算法，唤醒 EntryList 中的某个线程，并使之成为「重量级锁」的新 Owner。
参考资料
[视频] 04.030-synchronized优化原理-轻量级锁
[文章] 从偏向锁是如何升级到重量级锁的-轻量级锁