一图看懂Java锁膨胀过程

小黑和小黄是好朋友,一天,小黑乔迁新居,邀请好朋友小黄来家里庆祝,他们喝了牛奶,吃了巧克力,饭后,两个好朋友在沙发看电视,突然……

小黑把小黄带到了卫生间,小黄惊呆了,原来,最近小黑在学习Java并发编程,总是搞不清synchronized锁的膨胀,于是制作了这个智能门帮助自己理解。

小黑也没有使用过这个卫生间,正好小黄要用,就来看看这个门有多智能吧,据说,它能在保证卫生间只有一个人使用的情况下,竞争效率最大化。

当小黄进入卫生间后,门也开始发生了变化……

小黄通过CAS将自己的名字写在门上成功,说明卫生间之前是无锁状态,这时,只有小黄一个线程,门上锁类型为偏向门锁。

恩~,小黑看着门的变化,满意的回到客厅等待小黄,二十分钟后……

这次小黑没有带小黄去,让小黄自己去卫生间,这个门由于记录了小黄的名字,自动开门,小黄顾不上感叹,飞速冲了进去……

由于偏向门锁是在只有一个人进出卫生间时生效,所以,当小黄再次进入卫生间时,仅仅对比了一下门上记录的名字和小黄的名字,发现小黄是持有偏向门锁的人,放行。

一个小时后,小黄要走了,小黑去送别,但是……

小黑送走了小黄,但是自己的肚子也疼了起来,他赶到了卫生间,第一次居然打不开门……

这里小黑用CAS将自己的名字写到门上失败,因为之前小黄曾经在门上记录了名字。

小黑想起,刚才小黄用了卫生间,但是现在小黄回家了,于是小黑把门上的名字改为了自己,冲了进去……

虽然发生了竞争,但是小黑在检查后发现,小黄不会再次进入卫生间(即锁偏向的线程已经消亡),所以,现在还是相当于只有小黑进出卫生间,于是,他将门上的名字改为了自己,而锁的类型没有变化。

解决完大事之后,小黑一身轻松,正躺在沙发看电视,只听见大门,咚咚咚~,开门后……

哦,好的,小黑应了一声,转身带小小黄去了卫生间……

同样,小小黄也遇到了和小黑同样的问题,第一次打不开门……

小小黄就没有小黑那么幸运了,由于小黑是主人,他还会再用卫生间,也就是说,此时发生了多个人进出一个卫生间(不同时竞争),锁类型变为了轻量级门锁。

于是,他进入门之后,门又发生了一些变化……

这时,客厅里的小黑坐不住了……

小黑这才想起来,牛奶和巧克力不能同食,会引起腹泻,来不及想这些了,小黑冲到卫生间门口,却发现小小黄还在里面……

小黑想,我就等五分钟,还不出来的话我就回卧室等着。

这里,由于门锁为轻量级,所以小黑选择在门口等待(自旋)。

五分钟后,小小黄还没出来,小黑无奈回了卧室,他没有注意的是,门上的字,也悄悄发生了变化……

门的变化只能从偏向→轻量级→重量级变化,不能逆向,目的是为了保证效率。因为既然能膨胀成重量级门锁,说明肯定有多个人同时竞争卫生间或者在门外等待的时间比使用卫生间的时间还要长,所以,这样做是为了避免不必要的消耗(CAS自旋实际上是CPU空转)。

人物的名字相当于线程id,门上所写内容均在Mark Word(对象头)中,卫生间也就是我们所说的同步代码块。

上文《【并发编程】一文详解Java锁》提及锁膨胀,因文字晦涩难懂,遂想用故事示之,无奈才疏学浅,绞尽脑汁止绘其一二,望勿嘲吾之误也。

文中插图及文字均为本人制作拼接而成,实属不易,此外,本文只代表作者观点,如果您有不同看法,可留言交流。您看懂了,是对我最大的赞赏,还望关注支持一下,让我有动力持续写出高质量易懂的文章。

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