synchronized锁升级 博主 默语带您 Go to New World. 锁的优化:从无锁到重量级锁 Java 在 JDK 6 之后通过 偏向锁、轻量级锁 和 重量级锁 提高了锁的性能。这些优化基于对象头中的 MarkWord 字段实现。 标志位: 偏向锁标志:0 锁标志:01 偏向锁 特点:偏向锁旨在优化单线程情况下的锁获取开销,避免CAS操作。 获取过程: 检查锁标志为 01 且偏向锁标志为 0。 偏向锁的升级 如果锁竞争发生,偏向锁可能升级为轻量级锁。 轻量级锁 特点:通过自旋等待来实现,适合短时间内无大量竞争的场景。 撤销:轻量级锁会在使用后主动撤销,将 MarkWord 恢复原值。 升级:若自旋超出限定次数或有大量线程竞争,升级为重量级锁。
在 32 位的虚拟机中: 在 64 位的虚拟机中: 上图中的偏向锁和轻量级锁都是在 java6以后对锁机制进行优化时引进的,下文的锁升级部分会具体讲解,synchronized 关键字对应的是重量级锁, 锁的优化 锁的 4 中状态:无锁状态、偏向锁状态、轻量级锁状态、重量级锁状态(级别从低到高),整个锁的状态从低到高变化的过程被称为所升级。 为什么要引入偏向锁? 轻量级锁什么时候升级为重量级锁? 重量级锁把除了拥有锁的线程都阻塞,防止 CPU 空转。」 ❝ 注意:为了避免无用的自旋,轻量级锁一旦膨胀为重量级锁就不会再降级为轻量级锁了;偏向锁升级为轻量级锁也不能再降级为偏向锁。 一句话就是锁可以升级不可以降级,但是偏向锁状态可以被重置为无锁状态。
0x01:偏向锁 偏向第一个拿到锁的线程。 即第一个拿到锁的线程,锁会在对象头 Mark Word 中通过 CAS 记录该线程 ID,该线程以后每次拿锁时都不需要进行 CAS(指轻量级锁)。 如果该线程正在执行同步代码块时有其他线程在竞争(指其他线程尝试 CAS 让 Mark Word 设置自己的线程 ID),会被升级为轻量级锁。 如果成功,表示线程拿到了锁。如果失败,则进行自旋(自旋锁),自旋超过一定次数时升级为重量级锁,这时该线程会被内核挂起。 升级为重量级锁时会在堆中创建 monitor 对象,并将 Mark Word 指向该 monitor 对象。 图片来自:死磕Synchronized底层实现--重量级锁 锁升级的流程图 ? 图片来自:Java Synchronised机制 0x05:锁降级 Hotspot 在 1.8 开始有了锁降级。
我将独自升级!-- 锁升级 大家好,我是小高先生。在经过对锁的基础知识和对象头概念的学习之后,相信各位已经对锁机制有了初步的了解。在之前的文章中,我有提到过关于锁升级的概念。 为了解决这个问题,从Java 6开始,Java引入了偏向锁(Biased Locking)和轻量级锁(Lightweight Lock)。 如果争夺成功,Mark Word会记录新的线程ID,但偏向锁不会升级。如果争夺失败,那竞争会依旧存在,此时偏向锁升级为轻量级锁,以便更公平的处理多线程之间的竞争关系。 自旋一定次数后线程还没获取到锁,轻量级锁就会升级为重量级锁,,因为自旋会消耗CPU。在Java 6之前,默认情况下自旋次数超过10次升级,或者自选线程数超过CPU核数一般,了解即可。 在Java 6之后,使用自适应自旋锁。自适应自旋锁的特点是根据历史信息来调整自旋次数。如果一个线程在过去自旋成功获取了锁,那JVM会认为这次自旋获取锁的概率很高,从而增加自旋次数。
在 32 位的虚拟机中: 在 64 位的虚拟机中: 上图中的偏向锁和轻量级锁都是在 java6以后对锁机制进行优化时引进的,下文的锁升级部分会具体讲解,synchronized 关键字对应的是重量级锁 锁的优化 锁的 4 中状态:无锁状态、偏向锁状态、轻量级锁状态、重量级锁状态(级别从低到高),整个锁的状态从低到高变化的过程被称为所升级。 为什么要引入偏向锁? 轻量级锁什么时候升级为重量级锁? 重量级锁把除了拥有锁的线程都阻塞,防止 CPU 空转。」 ❝ 注意:为了避免无用的自旋,轻量级锁一旦膨胀为重量级锁就不会再降级为轻量级锁了;偏向锁升级为轻量级锁也不能再降级为偏向锁。 一句话就是锁可以升级不可以降级,但是偏向锁状态可以被重置为无锁状态。
3、java6开始,优化Synchronized Java 6之后,为了减少获得锁和释放锁所带来的性能消耗,引入了轻量级锁和偏向锁 需要有个逐步升级的过程,别一开始就捅到重量级锁 3、Synchronized 为新线程的ID,锁不会升级,认为偏向锁 竞争失败,这时候可能需要升级为轻量级锁,才能保证线程间公平竞争锁 注意:偏向锁只有遇到其他线程尝试竞争偏向锁时,持有偏向锁的线程才会释放锁,线程是不会主动释放偏向锁的 升级时机: 当关闭偏向锁功能或多线程竞争偏向锁会导致偏向锁升级为轻量级锁 假如线程A已经拿到锁,这时线程B又来抢该对象的锁,由于该对象的锁已经被线程A拿到,当前该锁已是偏向锁了。 轻量级锁每次退出同步块都需要释放锁,而偏向锁是在竞争发生时才释放锁 6、重锁 有大量的线程参与锁的竞争,冲突性很高 7、总结 各种锁优缺点、synchronized锁升级和实现原理 synchronized 锁升级过程总结:一句话,就是先自旋,不行再阻塞。
64操作系统下,Mark Word的长度是64,在加Klass Word(32位),一共是96位,其实对象头长什么样其实不是本文的重点,本文的重点是验证锁升级的过程,所以我们只需要关注对象头中Mark 锁升级的过程 锁状态 25bit 4bit 1bit 2bit 23bit 2bit 是否偏向锁 锁标志位 1 无锁 对象的HashCode 分代年龄 0 01 2 无锁 对象的HashCode 分代年龄 1 01 3 偏向锁 线程ID Epoch 分代年龄 1 01 4 轻量级锁 指向栈中锁记录的指针 00 5 重量级锁 指向重量级锁的指针 10 6 GC标记 空 11 前提 ---->偏向锁状态 单线程访问锁的时候,锁由无锁状态变为偏向锁状态。 总结 单线程使用锁的时候为偏向锁。 多线程无竞争(错峰使用锁)的时候为轻量级锁。 有竞争的时候为重量级锁。
锁升级 JDK 1.6之前,synchronized 还是一个重量级锁,是一个效率比较低下的锁。 并且四种状态会随着竞争的情况逐渐升级,而且是不可逆的过程,即不可降级,这四种锁的级别由低到高依次是:无锁、偏向锁,轻量级锁,重量级锁。如下图所示: ? 轻量级锁 轻量级锁是指当锁是偏向锁的时候,却被另外的线程所访问,此时偏向锁就会升级为轻量级锁,其他线程会通过自旋的形式尝试获取锁,线程不会阻塞,从而提高性能。 轻量级锁的获取主要由两种情况: 当关闭偏向锁功能时; 由于多个线程竞争偏向锁导致偏向锁升级为轻量级锁。 一旦有第二个线程加入锁竞争,偏向锁就升级为轻量级锁(自旋锁)。 如果锁竞争情况严重,某个达到最大自旋次数的线程,会将轻量级锁升级为重量级锁(依然是CAS修改锁标志位,但不修改持有锁的线程ID)。
根据上面两种大的解决方案,xv6 实现了两种锁,自旋锁和休眠锁,下面来仔细看看:自旋锁结构定义struct spinlock { uint locked; // Is the lock held (),也就是说 xv6 不允许同一个 CPU 对同一个锁重复上锁。 FAQ基本函数说完,来聊聊一些遗留问题:Ⅰ xv6 的竞争条件有哪些?xv6 是个支持多处理器的系统,各个 CPU 之间可以并行执行,所以可能会出现同时访问公共资源的情况。 前面我们已经知道如果在 CPU 持有锁的阶段发生中断,中断服务程序可能也要取锁,那么就会死锁,所以 xv6 直接决定在取锁的时候就关中断,CPU 持有锁的整个阶段都处于关中断,只有释放锁的时候才可能开中断 休眠锁xv6 里面还提供了另一种锁,休眠锁,它在自旋锁的基础之上实现,定义如下:struct sleeplock { uint locked; // Is the lock held?
成功升级,只是运行用户和组是root,可能会有安全隐患 ---- 解决方法二 重编译,并且配置时加入参数 --enable-clockctl [root@h101 ntp-4.2.8p4]# . Description -4 no ipv4 Force IPv4 DNS name resolution - prohibits the option 'ipv6' -6 no ipv6 Force IPv6 DNS name resolution - prohibits the option 'ipv4' -a no
toPrintable()); } 可以发现被加锁后的对象数据Value: 加锁前: 01 00 00 00 (00000001 00000000 00000000 00000000) (1) 枷锁后: 28 f6 : 1.刚刚new出对象开始时未上锁 2.第一次对其加锁被称之为:偏向锁 3.接下来升级为轻量级锁:无锁或者自旋锁 4.最终升级为:重量级锁 理解自旋锁和无所:自旋锁:假如有一哥们在蹲坑,你在旁边转圈等待 你可以叫他自旋锁,也相当于不是锁,所以叫做:无锁 详细讲解锁升级过程: 无状态锁:new Object的时候。 :只要被访问的资源处于竞争状态时,自动升级为自旋锁,多线程同时并发访问同一个为资源,此时每条线程在自己的线程栈当中生成一个Lock Record对象,并且开始以CAS的自旋方式去抢占被访问的资源,该资源会记录轻量级锁的指针 ,也就是说会不断的比较被抢占资源的值是否与自己的指针是否相等,如果相等,那么就修改该指针 重量级锁:当自旋锁长期处于自旋状态,太过于消耗CPU资源,于是升级为重量级锁,重量级锁是必须要由操作系统匹配的(
三、锁升级全流程核心原理 synchronized的锁升级是JVM为了减少同步开销而做的自适应优化,核心逻辑是:根据竞争激烈程度,从低开销锁逐步升级到高开销锁,锁的膨胀过程在持有期间是单向的,不可降级, 锁升级全流程总览 3.1 第一阶段:无锁状态 无锁状态分为两种子状态,是锁升级的起点: 无锁可偏向状态:开启偏向锁的前提下,对象刚创建,未调用过System.identityHashCode(),Mark 因此重量级锁适用于锁持有时间长、竞争激烈的场景,此时切换开销远小于CPU空转的开销。 四、锁升级全流程实战代码验证 以下所有代码均基于JDK17编写,用于验证上述锁升级的核心原理。 准确结论是:锁的膨胀过程在持有期间是单向的,只能从低级别升级到高级别,不可降级;但当锁完全释放后,对象的Mark Word会被重置为无锁状态,下一次竞争会重新开始锁升级流程。 轻量级锁:出现多线程交替竞争锁时,偏向锁被撤销,升级为轻量级锁。
锁的存储 在多线程并发编程中,synchronized一般我们认为是重量级锁,但是随着JDK1.6的优化之后,在一些情况下它就不显得那么重量级了,因为在JDK1.6中为了减少获得锁和释放锁带来的性能消耗而引入了偏向锁跟轻量级锁 如果在运行过程中,遇到了其他线程抢占锁,则持有偏向锁的线程会被挂起,JVM会消除它身上的偏向锁,将锁恢复到标准的轻量级锁。 这里其实就是一种锁的升级,毕竟synchronized锁了代码是因为防止多个线程并发的时候对数据造成不安全,但是如果只有线程访问,那synchronized就太消耗性能了,所以做了偏向锁进行升级。。 轻量级锁 当偏向锁已经不足够使用的时候,会再次升级为轻量级锁,偏向锁运行在一个线程进入同步块的情况下,当第二个线程加入锁争用的时候,偏向锁就会升级为轻量级锁。 轻量级锁再加锁过程中,会使用到了自旋锁,而自旋锁就是指当有另外一个线程来竞争锁时,这个线程会在原地循环等待,而不是阻塞该线程,直到前面的线程释放锁了之后,这个线程就可以马上获得锁。
主线程进入,锁升级为 00(轻量级锁) OFFSET SIZE TYPE DESCRIPTION VALUE 0 4 线程 1 和线程 2 同时进入 ,存在竞争 ,升级位重量级锁 10 OFFSET SIZE TYPE DESCRIPTION VALUE 运行 hashcode 后,锁状态升级位无锁不可偏向 ,原本存放线程 ID 的位置被 hashcode 覆盖 OFFSET SIZE TYPE DESCRIPTION 线程 1 进入,无锁竞争,锁升级为轻量锁 000 OFFSET SIZE TYPE DESCRIPTION VALUE 0 线程 2 进入,存在锁竞争,锁升级为轻量锁 010 OFFSET SIZE TYPE DESCRIPTION VALUE 0
无论使用哪个语言哪个框架来设计高并发程序,锁的概念是逃不掉的,Java中的锁的概念多而复杂,在synchronized中就涉及了将近超过6种锁。 1获取,升级为偏向锁。 然后当线程2试图获取锁时,偏向锁被撤销,变回无锁状态。再次由线程1获取时,锁被升级为轻量级锁。最后,当线程2再次试图获取锁时,锁被升级为重量级锁。 锁的升级一般发生在下述条件(在锁升级前会先进行锁的膨胀): 无锁到偏向锁: 如果一个线程第一次访问一个synchronized块,JVM将会在对象头上记录这个线程ID,然后线程将持有偏向锁。 Retrieved from https://wiki.openjdk.org/display/HotSpot/Synchronization [6] Michael D.
,锁可以从 偏向锁 升级到 轻量级锁,再升级到 重量级锁但是锁的升级是单向的,也就是说只能从低到高升级,不会出现锁的降级Java 对象结构对象头Mark WordMark Word(标记字)主要用来表示对象的线程锁状态 ,则表示有竞争当到达全局安全点(safepoint)时获得偏向锁的线程被挂起,偏向锁 升级为 轻量级锁,然后被阻塞在安全点的线程继续往下执行同步代码(5)执行同步代码偏向锁的释放偏向锁只有遇到其他线程尝试竞争偏向锁时 的优化但是这两种锁也不是完全没缺点的,比如竞争比较激烈的时候,不但无法提升效率,反而会降低效率,因为多了一个锁升级的过程这个时候就需要通过 -XX:-UseBiasedLocking 来禁用偏向锁几种锁的对比图片锁升级代码演示创建一个 obj) { System.out.println(ClassLayout.parseInstance(obj).toPrintable()); } }}图片升级轻量极锁图片 System.out.println(ClassLayout.parseInstance(obj).toPrintable()); } }).start(); }}图片升级重量级锁
server.xml 文件中,或者在 confluence-init.properties 文件中配置了 CATALINA_OPTS 或者 JAVA_OPTS 参数 ),你需要在你安装完成后执行后面的操作: 停止你已经升级的 更新你的反向代理然后检查访问 Confluence 如果你正在计划从 Confluence 5.x 升级 Confluence 6.x 你需要修改你的服务器反向代理(如果你使用了的话),并且添加 Synchrony 一旦你的升级完成,你将可用访问 Confluence(通过代理访问,不是直接访问)并且: 进入 > 基本配置(General Configuration) > 协同编辑(Collaborative https://www.cwiki.us/display/CONF6ZH/Upgrading+Confluence+Manually
下载 Confluence针对你的操作系统不同,下载正确的安装文件 - https://www.atlassian.com/software/confluence/download6. 解压文件然后升级 Confluence停止 Confluence.如果你希望提供不间断访问的话,请参考 Using read-only mode for site maintenance 页面来将 Confluence JIRA 应用或者 LDAP 用户管理 单击这里延伸阅读...如果你使用 Jira 或者 LDAP 来对用户进行管理,从老的 Confluence 安装实例中拷贝下面的文件到新的 Confluence 升级安装实例中 <Installation-Directory>/confluence/WEB-INF/classes/atlassian-user.xml (如果你从 Confluence 2.2 或者后续版本进行升级
---- ---- 无索引行锁升级为表锁演示 表结构 mysql> desc country; +-------------+--------------+------+-----+---------+ anotherline’ ; ---- 一直被阻塞 ,直到超时 1205 - Lock wait timeout exceeded; try restarting transaction 我们知道锁主要是加在索引上 ,如果对非索引字段更新,行锁可能会变表锁 , 从上面的测试中也可以验证这个观点,第二个 ---- 结论 InnoDB的行锁是针对索引加的锁,不是针对记录加的锁 ,并且该索引不能失效,否则会从行锁升级为表锁
synchronized锁:根据对象头的mark word 锁标志位来确定当前属于哪一种锁。 为什么会存在锁升级现象? 这也是为什么早期的synchronized效率低的原因Java 6之后,为了减少获得锁和释放锁所带来的性能消耗,引入了轻量级锁和偏向锁 偏向锁 顾名思义,它会偏向于第一个访问锁的线程 当一段同步代码一直被同一个线程多次访问 一旦有第二个线程加入锁竞争,偏向锁就升级为轻量级锁(自旋锁)。 升级时机:当关闭偏向锁功能或多线程竞争偏向锁会导致偏向锁升级为轻量级锁 假如线程A已经拿到锁,这时线程B又来抢该对象的锁,由于该对象的锁已经被线程A拿到,当前该锁已是偏向锁了。 Java6之前 默认启用,默认情况下自旋的次数是10次,或者自旋线程数超过cpu核数一半。 Java6之后 变为自适应自旋锁。