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　　Java编程偏向锁与轻量级锁的应用分析

　　一、偏向锁

　　偏向锁的来历是这么一回事：Hotspot，也就是目前应用广泛的Java虚拟机的作者发现：绝大多数情况下，锁不仅不存在竞争，而且总是由同程多次重复获得。在这种情况下，反复获取锁再解锁就非常影响效率，所以引入了偏向锁这种超轻量级的锁。

　　偏向锁的锁机制

　　当一个线程访问同步块并获取锁时，会在对象头和栈帧中的锁记录里存储锁偏向的线程ID，此后该线程进入和退出同步块时就可以免于加锁去锁了，只需要检查一下对象头中的MarkWord里是否存储着指向当前线程的偏向锁即可。若成功即表明已经获取锁，若失败则要检查偏向锁标识是否为1，如果失败则需要竞争锁，如果成功则将对象头中的偏向锁指向当前线程。

　　偏向锁的撤销

　　同时，偏向锁使用了一种仅当竞争出现才释放锁的机制，当其他线程尝试竞争偏向锁时，持有偏向锁的线程才会释放锁。这个操作需要等到全局安全点(该时间点上没有正在执行的字节码文件)才会执行，它先会暂停拥有偏向锁的线程，并检查其是否存活，若不处于活动状态则直接将对象头设置为无锁状态。若存活则拥有偏向锁的栈会被执行，遍历偏向对象的锁记录，栈中的锁记录和对象头的偏向锁要么重新偏向其他线程，要么恢复无锁或标记为不适合作为偏向锁。后唤醒暂停的线程。

　　偏向锁设置

　　偏向锁是默认启用的，但是它在应用程序启动后延迟数秒才会激活。

　　若你能确定，程序中所有的锁通常情况下皆处于竞争状态，则可以取消偏向锁，使得所有锁都默认直接进入轻量级锁状态。

　　二、轻量级锁

　　轻量级锁加锁机制

　　轻量级锁的加锁机制简单来讲就是：

　　线程中开辟一个存储锁记录的空间，然后将对象头中的MarkWord复制到锁记录中

　　尝试通过CAS操作，将对象头中的MarkWord换成指向锁记录的指针

　　若成功，则获得锁;而如果此CAS操作失败，即表示竞争发生，尝试自旋获取锁

　　轻量级锁解锁机制

　　解锁时，我们要有借有还，线程会尝试通过CAS操作将存在栈帧锁记录中的MarkWord文本写回对象头中，如果此操作成功，即说明没有发生竞争，成功解锁。若CAS操作失败，证明存在竞争，该锁就会膨胀为重量级锁。

　　采取这种策略需要结合其加锁机制，轻量级锁如果尝试获取锁没成功就会一直自旋尝试获取，而自旋是占用CPU的，所以为了避免影响CPU效率，一旦持有锁的线程释放锁时发现存在竞争，就会使得该锁膨胀为重量级锁。

　　此时所有自旋尝试获取锁的线程会被阻塞，仅能由持有锁的线程释放锁后再将等待线程全部唤醒，再进行锁的竞争。