问题多多,日后再来完善
2019/3/25修改
轻量级锁的加锁过程:发现MarkWord已经偏向其他线程,并且锁还没有释放(持有偏向锁的线程处于同步块?),此时把偏向锁升级成轻量级锁。在线程的栈帧里创建一条锁记录(LockRecord),把MarkWord拷贝进去(DisplayedMarkWord),然后修改MarkWord指向锁记录。接着自旋。如果自旋之后还不能获取锁,则膨胀成重量级锁,即修改MarkWord指向monitor对象(互斥变量?)。
轻量级锁的加锁过程:发现MarkWord已经偏向其他线程,但是锁已经释放,则撤销偏向锁,把MarkWord修改成无锁,接着获取偏向锁。(疑问:偏向锁不能自己解锁?)
轻量级锁的解锁过程:通过CAS操作把MarkWord改写成DisplacedMarkWord,也就是恢复到偏向锁。如果修改失败则说明已经是重量级锁了。
Monitor的同步队列包括:
- 竞争队列ContentionList: 等待锁的所有线程。是一个双向列表,新线程(并发)通过CAS操作放入头部,锁的Owner(单线程)从尾部取线程放入EntryList
- 候选队列EntryList: Owner把一个线程移入OnDeck
- OnDeck: 同一时刻只有一个线程在竞争锁
- Owner: 持有锁的线程
- WaitSet: 调用了wait()的线程
基础知识
Mark Word
对象头(Object Header)有一部分叫做Mark Word,记录了锁状态
- 无锁:hash + age + 0 + 01
- 偏向锁:线程ID + epoch + age + 1 + 01 (只有一个线程在重复请求锁)
- 轻量级锁:指向栈帧中锁记录的指针 + 00 (竞争线程数量少,锁持有时间短,能通过自旋获取锁)
- 重量级锁:指向互斥量的指针 + 10 (竞争线程数量多,锁持有时间长)
Displaced Mark Word
线程的栈帧(Stack Frame)中有一块空间用于存放锁记录(Lock Record),复制了对象头的Mark Word
CAS(Compare and Swap)
乐观锁机制。先比较再修改
偏向锁升级成轻量级锁
- 线程A请求锁,发现对象的MarkWord是无锁状态,尝试CAS设置为偏向锁状态,并写入线程A的ID
- 线程B也来请求锁,发现MarkWord已经是偏向锁状态,检查线程A是否存在
- 如果此时线程A已经不存在
- 将MarkWord设置为无锁状态(?)
- 尝试CAS设置为偏向锁状态,并写入线程B的ID
- 如果此时线程A存在
- 暂停线程A
- 在线程A的栈帧中创建锁记录(Lock Record)
- 将MarkWord复制到该锁记录中
- 尝试CAS更新MarkWord,指向该锁记录
- 更新锁记录的Owner指向MarkWord(?)
- 设置MarkWord为轻量级锁状态
- 此时MarkWord与DisplacedMarkWord存储了相同的内容(?)
- 继续执行线程A
- 线程B自旋来获取锁
轻量级锁膨胀成重量级锁
- 线程A栈帧的锁记录已经复制了MarkWord,并且MarkWord指向了该锁记录
- 线程B来请求锁,发现MarkWord已经是轻量级锁,尝试自旋(?)
- 线程B自旋之后还是获取不到锁(?)
- 更新MarkWord,指向重量级锁(Mutex Lock)(?)
- 设置MarkWord为重量级锁状态
- 阻塞线程B
- 线程A尝试CAS用DisplacedMarkWord替换当前的MarkWord,CAS失败
- 释放锁
- 唤醒阻塞的线程
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