synchronized加锁过程

保证线程同步的方法（线程通信的方法），wait/notify ,synchronized,Reentranklock,，
我所认为的认为的synchronized，锁的膨胀过程，这是一个怎样的概念：无锁状态>偏向锁>轻量级锁>重量级锁；
首先来说说为什么是这样设定（我所认为的），首先来说说对象头吧，其实我只知道冰山一角，我导入一个jar包，jol-core-0.8.jar，这个jar包可以去查看我们的对象头，今天以64位计算机来说，我们先创建一个最简单的对象，

public class L {private String name;
}

对，没错，什么东西都没有，来看看创建一个L的对象的对象头是什么样子

   L l=new L();
//   l.hashCode();//  System.out.println(ClassLayout.parseClass(L.class).toPrintable());System.out.println(ClassLayout.parseInstance(L.class).toPrintable());

OFFSET  SIZE                                              TYPE DESCRIPTION                               VALUE0     4                                                   (object header)                           01 00 00 00 (00000001 00000000 00000000 00000000) (1)4     4                                                   (object header)                           00 00 00 00 (00000000 00000000 00000000 00000000) (0)8     4                                                   (object header)                           df 03 00 20 (11011111 00000011 00000000 00100000) (536871903)

这里只是截取了对象头，采用小端，可以看出，在64为操作系统，一个对象对象头为96bit，（对象头由俩个词组成，Mark Word，Klass Pointer(类的元数据地址，方法区的类的模板信息)）
其中Mark Word为64bit，Klass Pointer为32bit
都知道一个对象由对象头+实例数据+填充数据，构成，对象头主要有一个对象的锁状态，hash值，分代年龄等构成
一个对象锁状态，也是在对象头中有2个bit所保存(还有GC标记也有一位)，一共是三位所保存；
在jdk1.6之前synchronized是一把重量级锁，(它只要有线程竞争就会有cup的用户态和内核态之间的转变)，所以才出现了一个ReentrankLock的锁，而这个锁性能在jdk1.6之前是要比sychronized的性能好很多的，ReentrankLock详解在后续文章中；在jdk1.6之后，oracle将synchronized优化，也就是我们所说的锁的膨胀过程；我们一个状态一个状态的说：

偏向锁：适用于线程少或者线程不竞争（交替执行，一个完了，下一个才来），当一个线程经过同步代码块或同步方法时，会去加锁（假设目前无锁状态），那么如何加呢？首先没有被加锁时，这个对象或者类对象的对象头标记为无锁状态，当第一个线程，线程1来时，可以直接加锁，那么这个对象的对象头就变为偏向锁状态；即这个线程的线程id会被记录在被锁住对象的对象头中，这就是一个偏向线程1的偏向锁，即使这个线程执行完，退出了同步方法，仍然不会去释放锁（所以锁的膨胀过程时不可逆的），这个锁仍然是偏向这个线程的偏向锁，而这个线程下次在进入这个同步方法时，只需要判断当前对象的对象头的线程id与当前线程的线程id相同否，相同则直接进入，不同则判断对象头中保存的线程id对应的线程是否执行完毕（是否已经退出同步），如果执行完毕，则将对象头中的线程id改为当前线程的线程id，当前线程进入（
同样，执行完后也不会释放锁），如果上一个线程还没有执行完，则此时就是竞争的状态而非交替了，锁膨胀为轻量级锁；
那么为什么引入偏向锁呢？
同一个线程只需加锁一次，可以重复进出，不需要花费大量时间去加锁，解锁，同时这个被加锁的线程“被偏向了”，即这个线程进出快

轻量级锁：
上述说到，如果有线程竞争时，锁膨胀为轻量级锁，同样我们先来说说这个加锁过程又是怎么样的，轻量级锁，即这个被锁住的对象的对象头的俩位bit改变，（01.10.11.00）此时为轻量级锁，当第二个线程来竞争时，如果线程1执行完了，则线程2进入，加锁：虚拟机首先在这个线程的栈帧中创建一个名为锁记录（lock Record）的空间，用于储存当前线程的Mark Word 的拷贝Displaced Mark Word，也就是说相当于将对象头中的hash值，分代年龄，锁状态等拷贝一份，然后虚拟机将使用cas操作去将对象头中的Mark Word 更新为一个指向Displaced Mark Word的指针，再将Displaced Mark Word中的锁状态改为轻量级锁，如图：
如果线程1还在同步快中，线程2也不会阻塞，由轻量级锁的缘故，线程2会去进行一定次数的自旋，为什么是自旋呢？还是一个道理，让其阻塞会涉及内核的转变，会十分消耗性能，在线程竞争不激烈时（即少量线程在竞争时），让等待进入的少量线程去自旋要比让其去阻塞的性能要好很多，因为自旋相当于就是让这些等待的线程去尝试获取锁（即循环获取锁，知道成功为止），在只有少量线程竞争时，自旋好一些。当线程很多在竞争时，就膨胀为重量级锁

重量级锁：就是jdk1.6之前的锁，让所有等待的线程全部去阻塞，也就是让他们由操作系统做线程上下文的切换，由用户态转变为内核态，性能很低，但为了保证同步，只有这样，因为当很多线程竞争时，大量线程自旋会耗费大量cpu，所以让其阻塞吧

synchronized是一把非公平锁，即所有等待全部去竞争锁，没有先后之分，上述所说线程加锁，对象加锁，其实是一个概念，我们都知道一句话：被锁住的是对象，所以我们针对的是同一个对象的不同线程来加锁（如果是不同对象，就没有同步可言了）；

以上所述，为笔者学习笔记，仅作参考

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