一、什么是重量级锁
当有大量的线程都在竞争同一把锁的时候，这个时候加的锁，就是重量级锁。
这个重量级锁其实指的就是JVM内部的ObjectMonitor监视器对象：
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ObjectMonitor() { _header = NULL; //锁对象的原始对象头 _count = 0; //抢占当前锁的线程数量 _waiters = 0, //调用wait方法后等待的线程数量 _recursions = 0; //记录锁重入次数 _object = NULL; _owner = NULL; //指向持有ObjectMonitor的线程 _WaitSet = NULL; //处于wait状态的线程队列,等待被唤醒 _WaitSetLock = 0 ; _Responsible = NULL ; _succ = NULL ; _cxq = NULL ; FreeNext = NULL ; _EntryList = NULL ; //等待锁的线程队列 _SpinFreq = 0 ; _SpinClock = 0 ; OwnerIsThread = 0 ; _previous_owner_tid = 0; } |
二、重量级锁的演示
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public class HightweightLockDemo02 { public static void main(String[] args) { Object objLock = new Object(); new Thread(() -> { synchronized (objLock) { System.out.println(ClassLayout.parseInstance(objLock).toPrintable()); } }, "t1").start(); new Thread(() -> { synchronized (objLock) { System.out.println(ClassLayout.parseInstance(objLock).toPrintable()); } }, "t2").start(); } } |
运行程序：
java.lang.Object object internals:
OFFSET SIZE TYPE DESCRIPTION VALUE
0 4 (object header) 1a 33 c9 e1 (00011010 00110011 11001001 11100001) (-506907878)
4 4 (object header) 43 01 00 00 (01000011 00000001 00000000 00000000) (323)
8 4 (object header) e5 01 00 f8 (11100101 00000001 00000000 11111000) (-134217243)
12 4 (loss due to the next object alignment)
Instance size: 16 bytes
Space losses: 0 bytes internal + 4 bytes external = 4 bytes total
java.lang.Object object internals:
OFFSET SIZE TYPE DESCRIPTION VALUE
0 4 (object header) 1a 33 c9 e1 (00011010 00110011 11001001 11100001) (-506907878)
4 4 (object header) 43 01 00 00 (01000011 00000001 00000000 00000000) (323)
8 4 (object header) e5 01 00 f8 (11100101 00000001 00000000 11111000) (-134217243)
12 4 (loss due to the next object alignment)
Instance size: 16 bytes
Space losses: 0 bytes internal + 4 bytes external = 4 bytes total
可见，当多个线程共同抢占同一把锁的时候，锁对象MarkWord的最后三位是“010”，代表的就是一个重量级锁。
三、重量级锁的原理
以上述代码为例，synchronized获取的锁是重量级锁，synchronized修饰代码块，使用javap -p -v .\HightweightLockDemo02.class指令查看其字节码：
在编译的时候，JVM会在同步块开始位置插入monitorenter指令，在同步块结束位置插入monitorexit指令。当线程执行到monitorenter指令时，会尝试获取对象所对应的Monitor所有权，如果获取成功，则表示获取到了锁，会在Monitor的_owner中存在当前线程的ID，这样它将处于锁定状态，除非退出同步块，否则其他线程无法获取得到这个Monitor。
四、锁的优缺点对比
下表是对各种状态的锁的对比：
| 锁的类型 | 优点 | 缺点 | 适用场景 |
| 偏向锁 | 加锁和解锁不需要额外的消耗，和执行非同步方法相比仅存在纳秒级的差距 | 如果线程间存在锁竞争，会带来额外的锁撤销的消耗 | 适用于只有一个线程访问同步块场景 |
| 轻量级锁 | 竞争的线程不会阻塞，提高了程序的响应速度 | 如果始终得不到锁竞争的线程，使用自旋会消耗CPU，导致CPU空转 | 追求响应时间 同步块执行速度非常快 |
| 重量级锁 | 线程竞争不使用自旋，不会消耗CPU | 线程阻塞，响应时间缓慢 | 追求吞吐量 同步块执行时间较长 |
