Java锁相关及synchronized关键字

Java中锁的概念

自旋锁：为了避免放弃CPU执行时间，循环的使用CAS技术对数据进行尝试更新，直至成功。

悲观锁：假定会发生并发冲突，同步全部共享数据的相关操做，从读书据就开始上锁。

乐观锁：假定没有冲突，在修改数据时若是发现数据和以前获取的不一致，则读取最新数据，而后重试修改。

独享锁（写）：给资源加上写锁，线程能够修改资源，其它线程不能再加锁；（单写）

共享锁（读）：给资源加上读锁后只能读不能改，其余线程也只能加读锁，不能加写锁；（多读）

可重入锁、不可重入锁：线程拿到一把锁以后，能够自由进入同一把锁同步的其余代码，则为可重入锁；不然是不可重入锁。

公平锁、非公平锁：争抢锁的顺序，若是是按先来后到，则为公平锁；不然是非公平锁。

 

Java中几种重要的锁的实现方式：synchronized、ReentrantLock、ReentrantReadWriteLock

 

同步关键字synchronized

属于最基本的线程通讯机制，基于对象监视器实现的。

Java中的每一个对象都与一个监视器相关联，一个线程能够锁定或解锁监视器。

一次只有一个线程能够锁定监视器。

试图锁定该监视器的其余线程都会被阻塞，直到他们能够得到该监视器上的锁定为止。

特性：可重入、独享锁、悲观锁

 

锁的范围：类锁、对象锁

JVM优化：锁消除、锁粗化

提示：同步关键字，不只是实现同步，根据JVM规范还能保证可见性（读取最新内存数据，结束后写入主内存）

 

同步关键字加锁原理：

Java对象头：

　　若是对象是数组类型，则虚拟机用3个Word（字宽）存储对象头，若是对象是非数组类型，则用2字宽存储对象头。在32位虚拟机中，一字宽等于四字节，即32bit。

运行期Mark World 根据锁的不一样状态而可能的存储结构以下图：

　　　　对象mark word里面 包含四种状态tag( 00 01 10 11 )
　　　　01 无锁　　　　00 轻量锁　　　　　10 重量锁　　　　11 GC废弃

 

 

 同步关键字，优化内容（JDK1.6以后，即锁的升级过程）：

　　1.偏向锁，JVM默认开启，可使用参数关闭（减小在无竞争状况，JVM资源消耗）

　　2.出现两个及以上的线程争抢，则升级——>轻量级锁(CAS修改状态)
　　3.线程CAS自旋必定次数以后，升级为重量级锁（对象的mark word 内部会保存一个监视器锁的一个地址）

锁升级过程示意图以下：

偏向锁示意图：

轻量级锁示意图：

重量级锁示意图：

Monitor构造以下图所示：