synchronized

线程非存活退出同步代码块

获得偏向锁记录线程ID

1. synchronized主要保证在多线程下，数据的一致性，同一时刻只能有一个线程操作共享变量，线程之前互斥2. 在线程解锁时，会将共享变量的值强制刷新到主内存，线程加锁时，会将CPU缓存设置过期，重新到主内存拉取最新共享变量

锁的种类及原理

java对象结构

获得轻量级锁执行业务代码

当前执行线程

锁升级过程

MarkWork

类型指针

数组长度（如果是数组对象）

未退出同步代码块

自旋适应锁自旋锁是指通过自身循环，尝试获取锁的一种方式。优点在与它能避免一下线程的挂起和恢复操作，因为挂起线程和恢复线程需要从用户态切换到内核态浪费CPU性能，所以通过自旋的方式一定程度的避免性能开销对于sync关键字来说，它的自旋更加的 \"智能\" sync中的自旋锁是自适应自旋锁自适应自旋锁是指，线程自旋的次数不再是固定的值，而是一个动态可改变的值，这个值会根据前一次自旋获取锁的状态来决定此次自旋的次数。比如上一个通过自旋成功获取到的了锁，那么这次通过自旋也可能会获取到锁，所以自旋的次数会增多一些，而如果上一次通过自旋没有成功获取到锁，怎么这次自旋可能也获取不到锁，所以为了避免浪费资源，就会减少循环或者不循环，提供程序的执行效率。简单来说，如果自旋成功了，下次自旋次数增多，如果失败，下次自旋次数减少或者自旋

锁粗化某些情况下，一系列连续的加锁解锁操作，会导致不必要的性能开销，锁粗化是指，将多个连续的加锁、解锁操作连接在一起，扩大了范围。（增大了锁作用域，合并成一个更大的锁）

获得轻量级锁

锁状态

优点

缺点

使用场景

偏向锁

加锁、解锁没有额外消耗。和执行非同步方法仅有秒级差别

如果线程间存在锁竞争，会有额外锁撤销的性能

基本没有线程竞争，多数为一个线程同步访问场景

轻量级锁

竞争线程不会阻塞，适应CAS自旋，提供了程序响应速度

如果无法获取到锁，长时间自旋会消耗CPU资源

锁持有时间短，追求响应速度

重量级锁

线程不会适应自旋，不会导致CPU空转

线程阻塞，响应慢

追求吞吐量，锁持续时间长

执行业务代码

升级重量级锁

lock中的markord标识的线程ID是否是当前线程（锁重入）

判断状态

指向重量级锁monitor指针

jvm启动偏向线程默认打开，但是偏向锁启动是有延迟的（4000ms）jvm参数：-XX:BiasedLockingStartupDelay=4000

无锁

成功

自旋

实例数据

轻量级锁：考虑的是竞争的线程不是很多，且持有锁的时间短的场景。因为线程阻塞需要CPU从用户态切换到内核态，如果线程刚阻塞不就，锁就释放了，那这个代价有点大。所以干脆不阻塞这个线程，让它进行自旋等待锁释放

A线程访问代码块获取到锁对象之后，会在java对象头的栈帧记录偏向锁的请求线程ID因为偏向锁不会主动释放，所以A线程再次获取到锁的时候，需要比较A线程的ThreadID是否和对象头中的线程ID是否一致  1. 一致：锁重入A线程继续获取锁，无需使用CAS加锁、解锁  2. 不一致：说明有其他线程B来竞争锁对象，由于偏向锁不会主动释放锁对象，对象头存储的A线程线程ID，那么需要对象记录判断线程A是否存活  （1）如果没有存活，那么锁对象被重置为无锁状态（锁撤销），线程B设置偏向锁  （2）如果存活，立即查找线程A的栈帧信息，如果线程A还需要继续持有锁，那么暂停线程A（stw），撤销A的偏向锁升级为轻量级锁，如果不需要持有锁，锁对象重置为无锁状态，锁偏向线程B

sync不管是修饰代码块还是方法，都是通过对对象的锁来实现同步。而sync锁对象存在于锁住的对象头MarkWork中

偏向锁撤销恢复无锁

失败

当前线程挂起阻塞

markword存储偏向锁的线程ID

锁消除在某些情况下，对于某段代码不存在锁竞争和共享的可能性，就会把锁消除，达到提供性能的目的

经量/重量锁

对象头

作用

持有偏向线程暂停(stw)

markword存储指向线程栈中的LockRecord的指针

否

CAS操作对象头markword锁记录指针指向当前线程锁记录

对象

markword存储指向堆中的monitor对象的指针

stw线程唤醒从安全点继续执行

start

A线程获得轻量级锁之后，会把锁对象的对象头MarkWord复制一份到线程A的栈帧中创建用于存储锁记录的空间（DisplacedMarkWord），然后使用CAS自旋把对象头中的内容替换为A线程存储锁记录的地址如果A线程在复制对象头的过程中（CAS替换前），C线程也获取了锁，复制了锁对象头到C线程的锁记录空间，在执行CAS自旋做对象头内容替换的时候，发现A线程已经更改了对象头，则C线程替换失败，尝试自旋等待A线程释放锁自旋要消耗CPU会影响性能，所以不能无限制的自旋下去，因为自旋次数有限制（10次），如自旋次数到了，A线程还没有释放锁，C线程在自旋等待，D线程又来竞争锁，这个时候经量级锁会升级为重量级锁。重量级锁把除A线程之外的，前来竞争锁的线程全部阻塞，防止CPU空转

持有偏向锁的线程到达安全点

是

是否是偏向锁

检查持有偏向锁的线程状态

执行偏向锁撤销（锁竞争开始，释放锁的机制）

持有偏向锁线程中分配锁记录(lockRecord)拷贝锁对象头中markword到持有偏向线程的lockRecord中

CAS操作（自旋）更新markwork标识的线程ID

是否原持有偏向锁线程

偏向锁：因为经过大量的研究发现，大多数不存在锁竞争的，经常是一个线程在持有锁，由于每次竞争锁会有很大的性能开销，为了降低锁的代价，从而引入偏量锁

继续尝试

自旋10次未未获取到锁

有锁

消费者处理mes1突然失去连接没有返回ACK确认消息

对齐填充-8字节倍数

synchronized