并发篇

唤醒策略: 公平 or 非公平

否

将线程加入等待队列

偏向锁流程

是

线程调用exit释放锁

通过CAS设置_owner为当前线程

CAS 设置线程id是否成功?

开始

线程阻塞/唤醒

抛出 IllegalMonitorStateException

重置_owner为NULL

Synchronized 锁升级

再次尝试获取锁

获取当前锁的持有者信息

直接尝试释放锁

当前线程是否是锁的持有者?

是否存在竞争?

ReentrantLock请求加锁

按照FIFO顺序检查队列

锁是否空闲? _owner == NULL

抛出异常或返回失败

撤销偏向锁

ReentrantLock

Synchronized Monitor 释放重量级锁的过程

_recursions > 0?

进入阻塞队列_EntryList

成功

线程被唤醒或超时？

检查当前线程是否持有锁

是公平锁吗？

被唤醒后再次尝试获取锁

从_EntryList或_cxq中选择线程唤醒

获取锁成功？

轻量级锁持有

膨胀为重量级锁

线程尝试进入ObjectMonitormonitor enter

释放锁并更新状态

Synchronized Monitor 获取锁 重量级锁的过程

ObjectMonitor 是 HotSpot JVM 中重量级锁的实现核心，其 enter 方法负责处理线程获取锁的逻辑（源码位于 hotspot/src/share/vm/runtime/objectMonitor.cpp）。字段作用_owner持有锁的线程指针，NULL 表示锁未被占用。_recursions锁重入次数（可重入锁的核心）。_EntryList阻塞队列，存储等待获取锁的线程（公平锁模式下按 FIFO 唤醒）。_cxq竞争队列，存储短时间未抢到锁的线程（非公平锁模式下优先唤醒）。_WaitSet等待队列，存储调用 wait() 的线程。_spin_count自旋次数，由 JVM 自适应策略动态调整。1. 设计目标减少内核态切换：通过自旋等待避免立即阻塞线程。支持可重入性：通过 _recursions 实现锁重入。平衡公平性与吞吐量：非公平锁（默认）优先唤醒 _cxq 中的线程，公平锁按 FIFO 唤醒。2. 性能影响优点：在高竞争场景下保证线程安全。缺点：线程阻塞和唤醒依赖操作系统调度，带来 上下文切换 和 内核态切换 的开销。3. 适用场景高并发竞争：当轻量级锁自旋失败时触发。长时间临界区：同步块执行时间较长，自旋不划算。调优参数-XX:+UseSpinning启用自旋（默认开启）。-XX:PreBlockSpin设置自旋次数（默认 10）。-XX:+UseAltFastAccess优化 _cxq 队列的访问模式。锁膨胀（Inflate）：轻量级锁升级为重量级锁时创建 ObjectMonitor 对象。内存屏障：CAS 操作隐含内存屏障，保证可见性。

自旋次数可以通过参数设置，默认为10

是否偏向当前线程?

1. 偏向锁阶段触发条件：对象初始化且偏向锁启用（默认开启，jdk15关闭）。核心逻辑：首次进入同步块时，对象头记录线程 ID，后续无需 CAS 直接进入。若其他线程尝试竞争，触发 偏向锁撤销，升级为轻量级锁。2. 轻量级锁阶段触发条件：偏向锁撤销或禁用偏向锁。核心逻辑：线程在栈帧中创建 锁记录（Lock Record），通过 CAS 将对象头替换为锁记录指针。若 CAS 成功，持有轻量级锁。若 CAS 失败，进行自旋（默认 10 次），失败后升级为重量级锁。3. 重量级锁阶段触发条件：自旋失败或竞争激烈。核心逻辑：对象关联到 ObjectMonitor，依赖操作系统 Mutex 实现线程阻塞和唤醒。线程进入阻塞队列（_EntryList），由操作系统调度。

操作系统互斥量 Mutex

通过unpark唤醒线程

_owner是否指向当前线程?

尝试直接获取锁

直接进入同步块

是否有等待线程?

ObjectMonitor::exit 方法是重量级锁释放的核心逻辑，负责释放锁资源并唤醒等待线程。其核心步骤围绕重入锁计数递减、锁释放和线程唤醒机制展开（源码位于 hotspot/src/share/vm/runtime/objectMonitor.cpp）。===1. 锁释放的核心机制可重入性：通过 _recursions 实现递归锁，确保单线程多次加锁的安全释放。线程唤醒策略：非公平模式：优先唤醒最近竞争的线程（_cxq），提高吞吐量。公平模式：按 FIFO 顺序唤醒（_EntryList），减少线程饥饿。轻量级唤醒：通过 unpark 唤醒线程而非暴力竞争，减少上下文切换。2. 性能影响优点：基于队列的唤醒机制避免线程“惊群效应”。缺点：频繁的锁竞争仍会导致大量线程阻塞/唤醒操作。3. 适用场景高竞争临界区：需要严格保证线程安全的场景。长时间同步块：不适用轻量级锁的场景。

自旋是否成功?

轻量级锁流程

结束

synchronized

对象初始化：无锁状态

是否启用偏向锁? -XX:+UseBiasedLocking

尝试自旋等待

是否首次进入同步块？

按照FIFO顺序获取锁

自旋尝试