轻量级锁到底是怎么回事啊啊啊啊

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之前我们讲了synchronized的原理，以及其中的偏向锁，送佛送到西，这次我们来说一说轻量级锁吧。

友情提醒：上面两篇没有看过的看官，请先阅读上面两篇之后，再读此篇，这样效果会更佳哦～

开局一张图。

看一张大图

 

流程讲解

当JVM关闭了偏向锁模式，对象在创建的时候，Mark Word中存储的是hash值，年代，是否偏向锁标志位为0，标志位是01。即一个无锁不可偏向状态。

轻量级锁逻辑：

1.当线程访问同步块，先判断锁状态标志位，如果是00，则说明是轻量级锁，JVM会先在当前线程栈帧中分配Lock Record空间；

2.将锁对象头中的Mark Word拷贝到当前线程的Lock Record中，称为Displaced Mark Word，然后使用CAS，将对象头中的Mark Word修改为指向当前线程栈中Lock Record的指针（如图）。如果成功，则获取轻量级锁，执行同步块中的代码，如果失败，则进行自旋竞争锁，自旋达到一定的次数如果依旧没有获取到锁，则升级为重量级锁（因为自旋会消耗CPU，为了避免无用的自旋，一旦锁升级为重量级锁，就不会恢复到轻量级锁，自旋的线程会被挂起阻塞住）；

CAS操作之前堆栈与对象的状态：

 

CAS操作之后堆栈与对象的状态：

3.执行完同步代码块代码，退出同步代码块，使用CAS开始轻量级锁解锁，解锁的条件需要满足以下两个：

    1）对象头Mark Word中锁记录指针是否依旧指向当前线程Lock Record

    2）拷贝在当前线程Lock Record的Mark Word信息是否与对象头中的Mark Word一致

4.如果满足，则成功释放锁；

5.如果不满足，则释放锁，唤醒被挂起阻塞的线程，开始重量级锁的竞争。

注：当超过自旋阈值，竞争的线程就会把锁对象Mark Word指向重量级锁，导致Mark Word中的值发生了变化，当原持有轻量级锁的线程执行完毕，尝试通过CAS释放锁时，因为Mark Word已经指向重锁，不再是指向当前线程Lock Record的指针，于是解锁失败，这时原持有轻量级锁的线程就会知道锁已经升级为重量级锁。

偏向锁升级为轻量级锁：

1.先在原持有偏向锁的线程栈帧中分配Lock Record；

2.将对象头Mark Word拷贝到原持有偏向锁的线程Lock Record中，然后使用CAS，将对象头中的Mark Word修改为指向当前线程栈中Lock Record的指针。将原持有偏向锁的线程升级为持有偏向锁的线程；

3.唤醒线程，从安全点继续执行，执行完毕解锁。

轻量级锁的重入计数

我们看个demo，在该demo中重复3次获得锁，

synchronized(obj){ synchronized(obj){ synchronized(obj){ } } } 

假设锁的状态是轻量级锁，如图反应了Mark Word和线程栈中Lock Record的关系，右边线程栈中包含3个指向当前锁对象的Lock Record。其中栈中最高位的Lock Record为第一次获取锁时分配的，其中Displaced Mark word为锁对象加锁前的Mark Word，而之后的锁重入，则会在线程栈中分配一个Displaced Mark word为null的Lock Record，用来重入计数。

 

每次释放锁的时候则会删除对应的Lock Record。 这就是轻量级锁的实现逻辑，相对于偏向锁来说，逻辑会稍微简单一些。

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