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所有的同步场景都是基于锁。锁在并发编程中发挥重要作用。 我是李福春,我在准备面试,今天的题目是:synchronized底层是如何实现的?
答: synchronized是在底层的jvm中实现的,即c++写的,synchronized的实现是基于一对monitorenter, monitorexit指令实现的,monitor对象是同步的基本实现单元。
在java6中,monitor依靠操作系统提供的内部互斥锁,需要在用户态空间和内核态空间切换,所以同步操作是一个比较重的操作,开销比较大。 在java7之后,monitor有三种不同的实现,即偏斜锁,轻量级锁,重量级锁。 基于对象头的markword,标记上偏向的线程id, 在没有竞争的条件下,使用的是偏斜锁;当有多个线程来竞争偏斜锁,基于cas对对象头的markword来进行竞争,如果拿到了,升级为轻量级锁。没拿到则升级为重量级锁; 锁降级发生在jvm进入安全点检查的时候,对monitor进行降级。Handle h_obj(THREAD, obj); if (UseBiasedLocking) { // Retry fast entry if bias is revoked to avoid unnecessary inflation ObjectSynchronizer::fast_enter(h_obj, lock, true, CHECK); } else { ObjectSynchronizer::slow_enter(h_obj, lock, CHECK); }
偏斜锁逻辑代码:```cppvoid ObjectSynchronizer::fast_enter(Handle obj, BasicLock* lock, bool attempt_rebias, TRAPS) { if (UseBiasedLocking) { if (!SafepointSynchronize::is_at_safepoint()) { BiasedLocking::Condition cond = BiasedLocking::revoke_and_rebias(obj, attempt_rebias, THREAD); if (cond == BiasedLocking::BIAS_REVOKED_AND_REBIASED) { return; } } else { assert(!attempt_rebias, "can not rebias toward VM thread"); BiasedLocking::revoke_at_safepoint(obj); } assert(!obj->mark()->has_bias_pattern(), "biases should be revoked by now"); } slow_enter(obj, lock, THREAD);}轻量级锁: ```cpp
void ObjectSynchronizer::slow_enter(Handle obj, BasicLock* lock, TRAPS) { markOop mark = obj->mark(); if (mark->is_neutral()) { // 将目前的Mark Word复制到Displaced Header上 lock->set_displaced_header(mark); // 利用CAS设置对象的Mark Word if (mark == obj()->cas_set_mark((markOop) lock, mark)) { TEVENT(slow_enter: release stacklock); return; } // 检查存在竞争 } else if (mark->has_locker() && THREAD->is_lock_owned((address)mark->locker())) { // 清除 lock->set_displaced_header(NULL); return; }
// 重置Displaced Header lock->set_displaced_header(markOopDesc::unused_mark()); ObjectSynchronizer::inflate(THREAD, obj(), inflate_cause_monitor_enter)->enter(THREAD); }
# java体系中的锁java提供的锁有哪些![image.png](https://img-blog.csdnimg.cn/2020032716493844.png)再入读写锁:```javapublic class RWSample { private final Map优化的读写锁:StampedLock代码如下:读取之前先通过validate方法判断是否进入写状态,如果没有进入写状态,不用加读锁,避免了开销;否则增加读锁,保证一致性。m = new TreeMap<>(); private final ReentrantReadWriteLock rwl = new ReentrantReadWriteLock(); private final Lock r = rwl.readLock(); private final Lock w = rwl.writeLock(); public String get(String key) { r.lock(); System.out.println("读锁锁定!"); try { return m.get(key); } finally { r.unlock(); } } public String put(String key, String entry) { w.lock(); System.out.println("写锁锁定!"); try { return m.put(key, entry); } finally { w.unlock(); } } // … }
public class StampedSample { private final StampedLock sl = new StampedLock(); void mutate() { long stamp = sl.writeLock(); try { write(); } finally { sl.unlockWrite(stamp); } } Data access() { long stamp = sl.tryOptimisticRead(); Data data = read(); if (!sl.validate(stamp)) { stamp = sl.readLock(); try { data = read(); } finally { sl.unlockRead(stamp); } } return data; } // …}
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