偏向锁的【批量重偏向与批量撤销】机制

前言

从网上看了不少批量重偏向与批量撤销的介绍，但都只知其一;不知其二，本着钻研的精神，使用数据进行分析批量重偏向与批量撤销的工做机制。

准备

首先，要先知道偏向锁的偏向锁机制，着重看下撤销机制。
而后，要知道【批量重偏向与批量撤销】的研究对象是Class，即锁对象对应的Class，而非锁对象自己。

// 研究的是对象.class
synchronized(对象) {
}
// 并非说的这种，这种不考虑
synchronized(对象.class) {
}

如对机制不了解，能够看下这个博客 http://www.javashuo.com/article/p-kqdfoqoq-gt.html

另外几个jvm参数：

-XX:BiasedLockingBulkRebiasThreshold = 20   // 默认偏向锁批量重偏向阈值
-XX:BiasedLockingBulkRevokeThreshold = 40   // 默认偏向锁批量撤销阈值
-XX:+UseBiasedLocking // 使用偏向锁，jdk6以后默认开启
-XX:BiasedLockingStartupDelay = 0 // 延迟偏向时间, 默认不为0，意思为jvm启动多少ms之后开启偏向锁机制（此处设为0，不延迟）

在这里，我把博客中的图拷过来，方便你们思考。

正文

咱们主要看下图中的 “是否开启重偏向？” 这个条件分支，来看下什么是重偏向？

重偏向字面理解就是从新偏向，那什么状况下会从新偏向呢

批量重偏向

咱们首先要知道的是，锁对象Class刚开始的状况下，是没有开启重偏向的，意思就是 “是否开启重偏向？” 这个分支刚开始的时候是一直走 “否” 的，即会一直撤销偏向锁 ，当达到BiasedLockingBulkRebiasThreshold（20）次数的时候，容许重偏向。

下面咱们看下代码

public class TestBiasedLocking {
    public static void main(String[] args) throws DecoderException, InterruptedException {
        // 首先咱们建立一个list，来存放锁对象
        List<TestBiasedLocking> list = new LinkedList<>();
        
        // 线程1
        new Thread(() -> {
            for (int i = 0; i < 50; i++) {
                TestBiasedLocking testBiasedLocking = new TestBiasedLocking();
                list.add(testBiasedLocking); // 新建锁对象
                synchronized (testBiasedLocking) {
                    System.out.println("第" + (i + 1) + "次加锁-线程1");
                    System.out.println(ClassLayout.parseInstance(testBiasedLocking).toPrintable()); // 打印对象头信息
                }
            }
        }, "线程1").start();
        
        // 让线程1跑一下子
        Thread.sleep(2000);
        
        // 线程2
        new Thread(() -> {
            for (int i = 0; i < 30; i++) {
                TestBiasedLocking testBiasedLocking = list.get(i);
                synchronized (testBiasedLocking) {
                    System.out.println("第" + (i + 1) + "次加锁-线程2");
                    System.out.println(ClassLayout.parseInstance(testBiasedLocking).toPrintable()); // 打印对象头信息
                }
            }
        }, "线程2").start();

        LockSupport.park();
    }
}

先解释下是什么意思，这是输出了三次对象信息，第一行就是对象头信息（分为4组，每组8位，查看方式为，组(左-右)，位(右-左)），红框内的最后三位就是最低的三位，即 偏向锁(1bit)+锁标志(2bit)，其余研究下就明白了；

1）【线程1】1-50次加锁都是101，即偏向锁状态；这个没什么问题，线程1首次加的锁，而且没有别的线程竞争，因此对象头是偏向锁状态，对应的Thread Id为线程1.
2）【线程2】1-19加的锁都是轻量级锁，即前19次进行了偏向锁撤销，第20次执行了重偏向，线程id指向线程2；

举个不太形象的例子。好比你结婚了，你就属于你老公的了，可是隔壁老王看上你了（线程2加锁），这个时候你是不能和他在一块儿的（不可重偏向），除非离婚（锁消除，升级为轻量级锁，不可再结婚，偏向锁不可逆）；有一天，zf统计发现某个地区离婚太频繁了，直接给他们一次换老公的机会（可重偏向），前提是这个机会只给老公不在家的（正在使用的锁对象已经属于正在使用的线程）；
下面咱们把例子带入那个数据中，当第19我的离婚后，zf直接给要离婚的人一次换人的机会，因此第20我的就直接把结婚证上的人名换成老王了（Tread Id直接指向线程2）

批量撤销

后来zf发现，换过老公的这批人，离婚仍是那么频繁（重偏向过的锁对象频繁 撤销偏向锁），搞我呢？都玩完！这个地区都别给我结婚了之后（该类下的锁对象都不支持偏向锁了，正在运行的也撤销）。

这就是批量撤销的含义，咱们代码来演示下

public class TestBiasedLocking {

    public static void main(String[] args) throws DecoderException, InterruptedException {
        // 首先咱们建立一个list，来存放锁对象
        List<TestBiasedLocking> list = new LinkedList<>();

        // 线程1
        new Thread(() -> {
            for (int i = 0; i < 50; i++) {
                TestBiasedLocking testBiasedLocking = new TestBiasedLocking();
                list.add(testBiasedLocking); // 新建锁对象
                synchronized (testBiasedLocking) {
                    System.out.println("第" + (i + 1) + "次加锁-线程1");
                    System.out.println(ClassLayout.parseInstance(testBiasedLocking).toPrintable());
                }

            }
            LockSupport.park();
        }, "线程1").start();

        // 让线程1跑一下子
        Thread.sleep(2000);

        // 线程2
        new Thread(() -> {
            for (int i = 0; i < 40; i++) {
                TestBiasedLocking testBiasedLocking = list.get(i);
                synchronized (testBiasedLocking) {
                        System.out.println("第" + (i + 1) + "次加锁-线程2");
                        System.out.println(ClassLayout.parseInstance(testBiasedLocking).toPrintable());

                }
            }
            LockSupport.park();
        }, "线程2").start();

        // 让线程2跑一下子
        Thread.sleep(2000);

        // 线程3
        new Thread(() -> {
            for (int i = 20; i < 40; i++) {
                TestBiasedLocking testBiasedLocking = list.get(i);
                synchronized (testBiasedLocking) {
                        System.out.println("第" + (i + 1) + "次加锁-线程3");
                        System.out.println(ClassLayout.parseInstance(testBiasedLocking).toPrintable());
                }
            }
            LockSupport.park();
        }, "线程3").start();

        // 让线程3跑一下子
        Thread.sleep(2000);
        System.out.println("新出生的妹子");
        System.out.println(ClassLayout.parseInstance(new TestBiasedLocking()).toPrintable());
        LockSupport.park();
        }
    }

下面咱们用通俗的语言来解释下

1) 线程一、1-50都结婚了（有偏向的线程了）
2) 线程二、1-19都离婚了（锁撤销），zf看不行啊，直接结婚证更名吧，20-40都换老公了（Thread Id直接换了） // 到达BiasedLockingBulkRebiasThreshold次数
3) 线程三、20-40又离婚了（锁撤销），滚蛋，都玩完，谁都不能结婚，结婚的也都给我离婚 （设置为不可偏向状态，正在运行的锁对象会被撤销）// 到达BiasedLockingBulkRevokeThreshold次数
4) 新出生的妹子，生下来就不让结婚。（new出来就是轻量级锁）

二婚的人持续时间超过-XX:BiasedLockingDecayTime=25000ms的话，撤销次数清为0，从新计算。

最后

最后我来解释下文章中出现的举例

怎么判断只有一次换老公的机会的(每一个对象是怎么判断只有重偏向的一次机会的？）
答：对象头中偏向锁有个Epoch，该对象对应的Class中也有这个字段，当可偏向的时候，Class中的Epoch+1，正在使用的锁对象Epoch也会+1（老公在家，没有机会换老公），判断可重偏向的时候，Class.Epoch != 对象.Epoch，表明可重偏向。

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欢迎指正。