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程式碼及虛擬機器配置級別鎖優化

減少鎖持有的時間

• 同步方法細化為同步程式碼塊

減小鎖粒度

ConcurrentHashMap實現

好處

• 將大物件拆分為小物件，增大並行度，降低鎖競爭。
• 偏向鎖、輕量級鎖成功率高。

鎖分離

• ReadWriteLock
• 讀寫分離，讀鎖之間不會相互阻塞。
• 聯想forkjoin執行緒池的工作偷取機制
• LinkedBlockingQueue實現
  Java併發集合實現原理

鎖粗化

• 鎖的獲取釋放，也是需要付出一些效能代價的。
• 針對與那些需要頻繁獲取鎖，釋放鎖的操作，而且每個操作的持有鎖的時間很短。

鎖消除

• 基於編譯器級別的
• 對於一些執行緒安全的物件，比如StringBuilder，如果該物件是執行緒封閉的，即非逸出物件，那麼該物件就是執行在單執行緒中的，這樣它的同步機制會帶來效能負擔，通過JVM的配置，讓編譯器自動優化這種程式碼。

虛擬機器內的鎖優化

偏向鎖

物件頭

• 32位
• 描述物件Hash
• 鎖資訊
• 垃圾回收標誌
• 年齡
• 偏向鎖執行緒ID
  
  • 已經分配了該鎖的執行緒
  • 在沒有競爭的條件下，獲得偏向鎖的執行緒ID，在進入同步程式碼塊的時候不需要進行同步操作。
  • 適用於競爭少的場景。
  • 命令-XX:+UseBiasedLocking 預設是啟用的

輕量級鎖

• 快速判斷執行緒是否持該物件的鎖。
• 線上程棧中開闢一塊空間作為 鎖記錄BasicObjectLock。
• 通過CAS操作，嘗試將修改共享物件的頭資訊中的Mark指標，指向棧空間開闢的 鎖記錄。
• 如果失敗了，進行自旋。
• 如果自旋失敗了，則守護共享物件的鎖膨脹為重量級的鎖。
• 同樣適用於競爭少的情況下。

自旋鎖

• int i=100 -> while(i--){//空操作}
• 避免執行緒掛起。

ThreadLocal原始碼實現

ThreadLocalMap核心物件

• key是ThreadLocal例項 value是需要封閉在當前執行緒中的變數
• ThreadLocalMap 執行緒的成員變數
  
  • 內部Entry[] 陣列
  • Entry是繼承自弱引用的WeakReference<ThreadLocal>

• cleanSomeSlots()清理無用物件。