偏向鎖、輕量級鎖、重量級鎖升級過程中的疑問解答

1 背景

在https://blog.csdn.net/qq_33996921/article/details/106629770這篇文章《Synchronized關鍵字和鎖升級（偏向鎖、輕量級鎖、重量級鎖）》中講解了Synchronized使用原理，及鎖的升級，在翻閱資料以及看別的博客中一些讀者遇到的疑問，本文主要針對在鎖升級中的一些問題進行解釋。

2 鎖升級的流程圖

先從《併發編程的藝術》這本書中摘抄了兩個鎖升級的圖：

1、偏向鎖的獲得和撤銷流程

2、輕量級鎖及膨脹流程

以上鎖的過程不做詳細的贅述，在上一篇提到的文章中已做了詳細描述，下面針對一些疑問做相應的解答。

3、鎖對象頭

對象頭的信息：

對象 MarkWord 狀態以不同方式轉換的過程如下：

翻譯一下：

4 鎖升級中的問題

1、問題當線程A 獲取了偏向鎖，此線程B進來了，走到了同步代碼塊前，此時是的鎖是如何變化的，看到文章中：線程B CAS 失敗會發起偏向鎖撤銷。 此處是線程A 升級爲輕量級鎖，還是重新爭搶？ 如果是重新爭搶，失敗的線程會怎樣？

答：線程A修改MarkWord中的信息，修改鎖的標識爲00，升級爲輕量級鎖；A已經持有偏向鎖，從偏向鎖升級爲輕量級鎖，是不需要再去重新爭搶的，線程B會自旋嘗試獲取輕量級鎖；

2、線程A、線程B同時到來，是不是直接就走輕量級鎖，而跳過偏向鎖，此是爭搶失敗的線程，發生自旋操作，如果自旋失敗，我看文章是升級到重量級鎖，那麼是線程A、B同時升級到重量級鎖的爭搶嗎？

答：走不走偏向鎖是跟開不開啓偏向鎖有關的，可以用idea進行測試，加入參數-XX:+UseBiasedLocking -XX:BiasedLockingStartupDelay=0AB線程中,A線程先持有鎖，那麼B自旋失敗後就會把鎖膨脹成重量級鎖，這時候A就是持有了重量級鎖，B就是處於阻塞隊列了（被放在_entryList裏），等A釋放後，B纔有機會獲取到鎖；

3、 jvm 是不是會自行根據當前併發，直接選擇是採用偏向鎖、輕量級、重量級，還是必須是從偏向鎖過渡到重量級鎖？

答：偏向鎖默認是不開啓的，如果要開啓可以用上面第（2）說的方法，不開啓就默認先獲取到輕量級鎖，然後再升級到重量級鎖，這其實是對鎖的一種優化。因爲加鎖、釋放鎖的成本，要比自旋等待獲取鎖的成本高很多。

4、ThreadA在獲得輕量級鎖後，其RecordLock裏存儲着鎖對象頭的Mark word信息，將鎖對象的Mark Word更新爲指向Lock Record的指針，在ThreadB自旋失敗後，進行鎖膨脹，修改爲重量級鎖，這裏有三個問題：
1）ThreadB修改爲重量級鎖，是修改的 Lock Record中存儲的Mark word的信息麼？

2）此時鎖對象的Mark Word指向的Lock Record的指針是 ThreadB的麼？

3）在ThreadB將鎖膨脹爲重量級鎖之後，正在執行中的ThreadA怎麼處理？

答：

1）線程B膨脹爲重量級鎖，是基於Monitor了，不是再修改markword；

2）所以第二個問題不存在；

3）鎖膨脹爲重量級鎖之後，ThreadA繼續運行，直到運行結束。

5、線程B多次自旋失敗後，將鎖升級爲重量級鎖之後，線程A就直接擁有了這把重量級鎖，然後Monitor對象中_owner存儲的是線程A的地址指針，而線程B則加入到__EntryList隊列中進行阻塞，等待被喚醒，那此時，鎖對象裏的對象頭裏的Mark Word信息是不會改變的，仍然存儲的是A的指針，是等到線程A釋放鎖的時候再去將Mark Word裏的鎖標識進行修改麼（修改爲重量級鎖10）

答：Mark word存儲的不再是輕量級鎖中指向Lock Record的指針，升級爲重量級鎖之後存儲的就是Monitor了。