Java並發之徹底搞懂偏向鎖升級為輕量級鎖

網上有許多講偏向鎖，輕量級鎖的文章，但對偏向鎖如何升級講的不夠明白,有些文章還相互矛盾,經過對jvm源碼(biasedLocking.cpp)的仔細分析和追蹤,基本升級過程有了一個清晰的過程,現將升級流程闡述如下:

     因為偏向鎖，鎖住對象時，會寫入對象頭相應的標識，我們先把對象頭(官方叫法為:Mark Word)的圖示如下(借用了網友的圖片):

      

    通過上面的圖片，我們可以知道，對象處於偏向鎖時,mark word中的偏向鎖標記為1,鎖標志位為01;下面是分析過jvm源碼(biasedLocking.cpp)解析的偏向鎖升級流程(忽略一些細節)，示例中:線程1當前擁有偏向鎖對象,線程2是需要競爭到偏向鎖。

1. 線程2來競爭鎖對象;
2. 判斷當前對象頭是否是偏向鎖;
3. 判斷擁有偏向鎖的線程1是否還存在;
4. 線程1不存在,直接設置偏向鎖標識為0(線程1執行完畢后,不會主動去釋放偏向鎖);
5. 使用cas替換偏向鎖線程ID為線程2,鎖不升級，仍為偏向鎖;
6. 線程1仍然存在,暫停線程1；
7. 設置鎖標志位為00(變為輕量級鎖),偏向鎖為0;
8. 從線程1的空閑monitor record中讀取一條,放至線程1的當前monitor record中;
9. 更新mark word，將mark word指向線程1中monitor record的指針;
10. 繼續執行線程1的代碼;
11. 鎖升級為輕量級鎖;   
12. 線程2自旋來獲取鎖對象;

   上面仍有一個問題，即如何判斷線程1已經不存在了?

        仍然是分析完jvm源碼(thread.cpp)后,得到的如下結論:

           (1) 線程執行start時，會將自己寫入一個thread_list中,這是一個linked結構，有pre和next節點;

                        對應源碼位置:

                               void Threads::add(JavaThread* p, bool force_daemon) {

  // The threads lock must be owned at this point

  assert_locked_or_safepoint(Threads_lock);

  // See the comment for this method in thread.hpp for its purpose and

  // why it is called here.

  p->initialize_queues();

   p->set_next(_thread_list);

  _thread_list = p;

  _number_of_threads++;

  oop threadObj = p->threadObj();

  bool daemon = true;

  // Bootstrapping problem: threadObj can be null for initial

  // JavaThread (or for threads attached via JNI)

  if ((!force_daemon) && (threadObj == NULL || !java_lang_Thread::is_daemon(threadObj))) {

        _number_of_non_daemon_threads++;

        daemon = false;

  }

  p->set_safepoint_visible(true);

  ThreadService::add_thread(p, daemon);

    // Possible GC point.
  Events::log(p, "Thread added: " INTPTR_FORMAT, p);

   }

           (2)線程執行完后,會將自己從thread list中清理掉(源碼位置: Threads::remove(this));

       因此只需判斷thread list中是否存在線程1即可,判斷源代碼(位於 biasedLocking.cpp中 )如下:

             bool thread_is_alive = false;

 if (requesting_thread == biased_thread) {

       thread_is_alive = true;

 } else {

     for (JavaThread* cur_thread = Threads::first(); cur_thread != NULL; cur_thread = cur_thread->next()) {

              if (cur_thread == biased_thread) {

                    thread_is_alive = true;

                    break;

              }

          }