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（一）每天一个知识点

关于Java多线程锁的升级原理，这篇文章会让你另有收获

（二）回答

在了解锁升级原理之前我们首先要了解一下Java对象在内存中的布局在这里插入图片描述对象头用于存储对象的元数据信息，包括运行时数据和类型指针、实例数据存储的是真正有效数据、对齐填充主要补充字节，使得内存所占字节能被8整除。

其中对象头Header占12个字节：Mark Word占8个字节，类型指针class pointer占4个字节（默认经过了压缩，如果不开启压缩占8个字节）

实例对象按实际存储有不同大小，对象为空时等于0。

Padding表示对齐，当此时内存所占字节不能被8整除时补上相应字节数。

Java中锁升级的最佳实例就是synchronized，之所以要讲上面的内存布局，是因为synchronized把锁信息存放在对象头的MarkWord中。

在早期的jdk版本中，synchronized是一个重量级锁，保证线程的安全但是效率很低。后来对synchronized进行了优化，有了一个锁升级的过程：

无锁态（new）-->偏向锁-->轻量级锁（自旋锁）-->重量级锁

通过MarkWord中的8个字节也就是64位来记录锁信息。

锁升级过程详解： 当给一个对象增加synchronized锁之后，相当于上了一个偏向锁。

当有一个线程去请求时，就把这个对象MarkWord的ID改为当前线程指针ID（JavaThread），只允许这一个线程去请求对象。

当有其他线程也去请求时，就把锁升级为轻量级锁。每个线程在自己的线程栈中生成LockRecord，用CAS自旋操作将请求对象MarkWordID改为自己的LockRecord，成功的线程请求到了该对象，未成功的对象继续自旋。

如果竞争加剧，当有线程自旋超过一定次数时（在JDK1.6之后，这个自旋次数由JVM自己控制），就将轻量级锁升级为重量级锁，线程挂起，进入等待队列，等待操作系统的调度。

说了锁升级过程，有必要说一下说一下锁消除和锁粗化。

在某些情况下，如果JVM认为不需要锁，会自动消除锁，比如下面这段代码：

public void add(String a,String b){
    StringBuffer sb=new StringBuffer();
    sb.append(a).append(b);
}

StringBuffer是线程安全的，但是在这个add方法中stringbuffer是不能共享的资源，因此加锁只会徒增性能消耗，JVM就会消除StringBuffer内部的锁。

在某些情况下，JVM检测到一连串的操作都在对同一个对象不断加锁，就会将这个锁加到这一连串操作的外部，比如：

StringBuffer sb=new StringBuffer();
while(i<100){
    sb.append(str);
    i++;
}

上述操作StringBuffer每次添加数据都要加锁和解锁，连续100次，这时候JVM就会将锁加到更外层（while）部分。