锁优化的思路和方法

参见更好的整理

Java中的锁

代码及虚拟机配置级别锁优化

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减少锁持有的时间

• 同步方法细化为同步代码块

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减小锁粒度

ConcurrentHashMap实现

好处

• 将大对象拆分为小对象，增大并行度，降低锁竞争。
• 偏向锁、轻量级锁成功率高。

锁分离

• ReadWriteLock
• 读写分离，读锁之间不会相互阻塞。
• 联想forkjoin线程池的工作偷取机制
• LinkedBlockingQueue实现
  Java并发集合实现原理

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锁粗化

• 锁的获取释放，也是需要付出一些性能代价的。
• 针对与那些需要频繁获取锁，释放锁的操作，而且每个操作的持有锁的时间很短。

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锁消除

• 基于编译器级别的
• 对于一些线程安全的对象，比如StringBuilder，如果该对象是线程封闭的，即非逸出对象，那么该对象就是运行在单线程中的，这样它的同步机制会带来性能负担，通过JVM的配置，让编译器自动优化这种代码。

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虚拟机内的锁优化

偏向锁

对象头

• 32位
• 描述对象Hash
• 锁信息
• 垃圾回收标志
• 年龄
• 偏向锁线程ID
  
  • 已经分配了该锁的线程
  • 在没有竞争的条件下，获得偏向锁的线程ID，在进入同步代码块的时候不需要进行同步操作。
  • 适用于竞争少的场景。
  • 命令-XX:+UseBiasedLocking 默认是启用的

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轻量级锁

• 快速判断线程是否持该对象的锁。
• 在线程栈中开辟一块空间作为 锁记录BasicObjectLock。
• 通过CAS操作，尝试将修改共享对象的头信息中的Mark指针，指向栈空间开辟的 锁记录。
• 如果失败了，进行自旋。
• 如果自旋失败了，则守护共享对象的锁膨胀为重量级的锁。
• 同样适用于竞争少的情况下。

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自旋锁

• int i=100 -> while(i--){//空操作}
• 避免线程挂起。

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ThreadLocal源码实现

ThreadLocalMap核心对象

• key是ThreadLocal实例 value是需要封闭在当前线程中的变量
• ThreadLocalMap 线程的成员变量
  
  • 内部Entry[] 数组
  • Entry是继承自弱引用的WeakReference<ThreadLocal>

• cleanSomeSlots()清理无用对象。

• 内存泄漏问题