字節終面：被Java鎖的狀態難倒了，幸虧看了這個筆記

2020-09-03 Java日記本

分享一下自己去面字節的經歷，我自己本科是普通211，在小廠幹了剛滿兩年，但是感覺作為一個程式設計師還是要趁早去大廠，剛拿到字節Offer。因為同時在工作也沒時間系統複習，面試前主要突擊了一下並發編程那塊內容，沒想到都被問到了！

終面的時候問了我多線程+高並發+CAS+鎖+線程池底層。一般我們對鎖的種類都比較了解，沒想到字節終面問了一個問題：鎖有哪些狀態？都有哪些優缺點？要不是突擊準備的時候看了一下這一塊，還真有點答不全。

下面就分享一下我自己整理的關於鎖的狀態的知識點筆記！篇幅有限，如果想看完整個人面經、筆記梳理和Java架構資料分享（200+頁PDF），私信我就可以發給你哈~


1、概述

任何對象都有一個monitor與之關聯。同步代碼塊在編譯後會在開始位置插入monitorenter，在結束和異常處插入monitorexit，前者嘗試獲取對象的monitor。

對象的鎖信息，存在對象頭的mark word中。

在java1.6之前使用synchronized獲取和釋放鎖的開銷較大，性能比較差。為減少獲得和釋放鎖帶來的性能消耗引入偏向鎖和輕量級鎖，所以1.6及以後它的性能並不比lock差。

對象頭中鎖的狀態隨著競爭程度從低到高分為 無鎖狀態、偏向鎖狀態、輕量級鎖狀態、重量級鎖狀態。鎖的狀態只能升級不能降級。


2、偏向鎖狀態

線程獲取到鎖時，會在對象頭記錄鎖偏向的線程ID，後續進出同步塊不需要cas來加鎖和解鎖，只需測試頭裡面是否有指向當前線程的偏向鎖。其他線程嘗試cas替換偏向鎖的線程ID，成功則獲得偏向鎖，失敗則開始撤銷偏向鎖，暫停原持有偏向鎖的線程，若原線程已退出同步塊或未活動，則獲取成功，否則升級到輕量級鎖狀態。

優點：加鎖解鎖不需要額外消耗

缺點：存在競爭會帶來鎖撤銷的消耗；適用於只有一個線程進入同步塊的場景。


3、輕量級鎖狀態

執行同步塊之前拷貝mark word到棧幀的鎖記錄中，然後cas將對象頭的mark word替換為指向鎖記錄的指針，若成功則獲取到鎖，若失敗則自旋獲取鎖。自旋一定次數還沒獲取到鎖，升級為重量級鎖。釋放鎖時會cas把棧幀中的mark word替換回對象頭，成功表示沒有競爭，失敗則升級為重量級鎖，競爭線程會進入阻塞，當前線程會釋放鎖並喚醒等待線程。

優點：競爭線程不用阻塞，提高響應速度

缺點：一直獲取不到鎖，自旋會消耗cpu；適用於無實際競爭或偶爾有競爭，追求響應時間，同步塊執行很快的場景。


4、重量級鎖狀態

優點：競爭線程阻塞不會消耗cpu

缺點：線程阻塞相應慢；適用於有實際競爭，追求吞吐量，同步塊執行時間較長。


5、鎖各種狀態流轉圖：


看到這裡，你Get鎖狀態的知識點了嗎？

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