代码分析sychronied和Mark Word的关系

在JDK1.6及之后的版本中，synchronized锁得到了优化，引入了自适应自旋锁、偏向锁、轻量锁。避免了一上来就加重量级锁，优化了锁在一定条件下的性能。

在hotspot虚拟机中，对象头主要包括两部分 MarkWord和Klass Pointer。

MarkWord 对象标记字段，默认存储的是对象的HashCode，GC的分代年龄(2bit最大表示15)和锁的标志信息等。对于32位的虚拟机MarkWord占32bit，对于64位的虚拟机MarkWord占用64字节。 Klass Pointer Class 对象的类型指针，它指向对象对应的Class对象的内存地址。大小占4字节(指针压缩的情况下为4字节，未进行指针压缩则占8字节)。32位虚拟机MarkWord分布

1.Mark Word结构

2.锁升级过程

synchronized的锁升级过程中，锁状态升级过程为：无锁状态–> 偏向锁状态—>轻量级锁状态—>重量级锁状态。

2.0.前言：

锁的标志为如下红框标志：

2.1.无锁状态

当一个对象刚开始new出来时，该对象是无锁状态。此时偏向锁位为0，锁标志位01。

import org.openjdk.jol.info.ClassLayout;
/**
 * @Author tangjunjie
 * @Date 2022/8/3 9:54
 * @PackageName:面试
 * @ClassName: Test
 * @Description: TODO
 * @Version 1.0
 */
public class Test {
          
   
    public static void main(String[] args) {
          
   
        Test test = new Test();
        System.out.println(ClassLayout.parseInstance(test).toPrintable());
    }
}

2.2.升级为偏向锁状态

如果有线程上锁：指的就是把markword的线程ID改为自己线程ID的过程。

public class Test2 {
          
   
    public static void main(String[] args) {
          
   
        Test test = new Test();
        new Thread(()->{
          
   
            synchronized(test){
          
   
                System.out.println(ClassLayout.parseInstance(test).toPrintable());
            }
        }).start();
    }
}

2.3.升级为轻量级锁状态

如果有线程竞争：撤销偏向锁，升级轻量级锁。线程在自己的线程栈生成LockRecord，用CAS操作将markword设置为指向自己这个线程的LockRecord的指针，设置成功者得到锁。

public class Test3 {
          
   
    public static void main(String[] args) throws InterruptedException {
          
   
        Test test = new Test();
        Thread thread =  new Thread(()->{
          
   
            synchronized (test) {
          
   
                System.out.println(ClassLayout.parseInstance(test).toPrintable());
            }
        });
        thread.start();
        //等待thread
        thread.join();
        synchronized (test) {
          
   
            System.out.println(ClassLayout.parseInstance(test).toPrintable());
        }

    }
}

2.4.升级为重量级锁状态

如果竞争加剧 　　　　竞争加剧：有线程超过10次自旋， -XX:PreBlockSpin，或者自旋线程数超过CPU核树的一半，1.6之后，加入自适应自旋adapative self spinning，JVM自己控制； 　　　　升级重量级锁： 向操作系统升级资源，等待操作系统的调度，然后再映射会用户空间；

public class Test3 {
          
   
    public static void main(String[] args) throws InterruptedException {
          
   
        Test test = new Test();
        Thread thread =  new Thread(()->{
          
   
            synchronized (test) {
          
   
                System.out.println(ClassLayout.parseInstance(test).toPrintable());
            }
        });
        thread.start();
        //等待thread
        //thread.join();
        synchronized (test) {
          
   
            System.out.println(ClassLayout.parseInstance(test).toPrintable());
        }

    }
}