Java 多執行緒共享模型之管程（上）

染沁發表於2022-06-06

主執行緒與守護執行緒

預設情況下，Java 程式需要等待所有執行緒都執行結束，才會結束。有一種特殊的執行緒叫做守護執行緒，只要其它非守護執行緒執行結束了，即使守護執行緒的程式碼沒有執行完，也會強制結束。

package Daemon;

import lombok.extern.slf4j.Slf4j;

@Slf4j(topic = "c.demo1")
public class demo1 {
    public static void main(String[] args) throws InterruptedException {
        Thread t1 = new Thread(() -> {
            while (true) {
                if (Thread.currentThread().isInterrupted()) {
                    break;
                }
            }
            log.debug("結束");
        }, "t1");
        t1.setDaemon(true);
        t1.start();

        Thread.sleep(1000);
        log.debug("結束");
    }
}

輸出：

15:08:26 [main] c.demo1 - 結束

Process finished with exit code 0

注意

垃圾回收器執行緒就是一種守護執行緒
Tomcat 中的 Acceptor 和 Poller 執行緒都是守護執行緒，所以 Tomcat 接收到 shutdown 命令後，不會等待它們處理完當前請求

五種狀態

這是從 作業系統 層面來描述的

【初始狀態】僅是在語言層面建立了執行緒物件，還未與作業系統執行緒關聯
【可執行狀態】（就緒狀態）指該執行緒已經被建立（與作業系統執行緒關聯），可以由 CPU 排程執行
【執行狀態】指獲取了 CPU 時間片執行中的狀態
- 當 CPU 時間片用完，會從【執行狀態】轉換至【可執行狀態】，會導致執行緒的上下文切換
【阻塞狀態】
- 如果呼叫了阻塞 API，如 BIO 讀寫檔案，這時該執行緒實際不會用到 CPU，會導致執行緒上下文切換，進入【阻塞狀態】
- 等 BIO 操作完畢，會由作業系統喚醒阻塞的執行緒，轉換至【可執行狀態】
- 與【可執行狀態】的區別是，對【阻塞狀態】的執行緒來說只要它們一直不喚醒，排程器就一直不會考慮排程它們
【終止狀態】表示執行緒已經執行完畢，生命週期已經結束，不會再轉換為其它狀態

六種狀態

這是從 Java API 層面來描述的

NEW 執行緒剛被建立，但是還沒有呼叫 start() 方法
RUNNABLE 當呼叫了 start() 方法之後，注意，Java API 層面的 RUNNABLE 狀態涵蓋了 作業系統 層面的【可執行狀態】、【執行狀態】和【阻塞狀態】（由於 BIO 導致的執行緒阻塞，在 Java 裡無法區分，仍然認為是可執行）
BLOCKED ， WAITING ， TIMED_WAITING 都是 Java API 層面對【阻塞狀態】的細分
TERMINATED 當執行緒程式碼執行結束

共享模型之管程

共享帶來的問題

兩個執行緒對初始值為 0 的靜態變數一個做自增，一個做自減，各做 5000 次，結果是 0 嗎？

package gc;

import lombok.extern.slf4j.Slf4j;

@Slf4j(topic = "c.demo1")
public class demo1 {

    static int counter = 0;

    public static void main(String[] args) throws InterruptedException {
        Thread t1 = new Thread(() -> {
            for(int i=0;i<5000;i++){
                counter++;
            }
        },"t1");

        Thread t2 = new Thread(() -> {
            for(int i=0;i<5000;i++){
                counter--;
            }
        },"t2");

        t1.start();
        t2.start();
        t1.join();
        t2.join();
        log.debug("{}",counter);
    }
}

輸出：

16:03:58 [main] c.demo1 - -1238

問題分析

以上的結果可能是正數、負數、零。為什麼呢？因為 Java 中對靜態變數的自增，自減並不是原子操作，要徹底理解，必須從位元組碼來進行分析

例如對於 i++ 而言（i 為靜態變數），實際會產生如下的 JVM 位元組碼指令：

getstatic i // 獲取靜態變數i的值
iconst_1 // 準備常量1
iadd // 自增
putstatic i // 將修改後的值存入靜態變數i

而 Java 的記憶體模型如下，完成靜態變數的自增，自減需要在主存和工作記憶體中進行資料交換：

臨界區

一個程式執行多個執行緒本身是沒有問題的
問題出在多個執行緒訪問共享資源
- 多個執行緒讀共享資源其實也沒有問題
- 在多個執行緒對共享資源讀寫操作時發生指令交錯，就會出現問題
一段程式碼塊內如果存在對共享資源的多執行緒讀寫操作，稱這段程式碼塊為臨界區

競態條件

多個執行緒在臨界區內執行，由於程式碼的執行序列不同而導致結果無法預測，稱之為發生了競態條件

synchronized 解決方案

使用阻塞式的解決方案：synchronized，來解決上述問題，即俗稱的【物件鎖】，它採用互斥的方式讓同一時刻至多隻有一個執行緒能持有【物件鎖】，其它執行緒再想獲取這個【物件鎖】時就會阻塞住。這樣就能保證擁有鎖的執行緒可以安全的執行臨界區內的程式碼，不用擔心執行緒上下文切換

注意

雖然 java 中互斥和同步都可以採用 synchronized 關鍵字來完成，但它們還是有區別的：

互斥是保證臨界區的競態條件發生，同一時刻只能有一個執行緒執行臨界區程式碼
同步是由於執行緒執行的先後、順序不同、需要一個執行緒等待其它執行緒執行到某個點

package gc;

import lombok.extern.slf4j.Slf4j;

@Slf4j(topic = "c.demo1")
public class demo1 {

    static int counter = 0;
    static final Object lock = new Object();

    public static void main(String[] args) throws InterruptedException {
        Thread t1 = new Thread(() -> {
            for(int i=0;i<5000;i++){
                synchronized (lock){
                    counter++;
                }
            }
        },"t1");

        Thread t2 = new Thread(() -> {
            for(int i=0;i<5000;i++){
                synchronized (lock){
                    counter--;
                }
            }
        },"t2");

        t1.start();
        t2.start();
        t1.join();
        t2.join();
        log.debug("{}",counter);
    }
}

輸出：

16:14:15 [main] c.demo1 - 0

改進：由程式導向改為物件導向

package gc;

import lombok.extern.slf4j.Slf4j;

@Slf4j(topic = "c.demo1")
public class demo1 {
    public static void main(String[] args) throws InterruptedException {
        Room room = new Room();
        Thread t1 = new Thread(() -> {
            for(int i=0;i<5000;i++){
                room.increment();
            }
        },"t1");

        Thread t2 = new Thread(() -> {
            for(int i=0;i<5000;i++){
                room.decrement();
            }
        },"t2");

        t1.start();
        t2.start();
        t1.join();
        t2.join();
        log.debug("{}",room.getCounter());
    }
}

class Room{
    private int counter = 0;

    public void increment(){
        synchronized (this){
            counter++;
        }
    }

    public void decrement(){
        synchronized (this){
            counter--;
        }
    }

    public int getCounter(){
        synchronized (this){
            return counter;
        }
    }
}

輸出：

16:18:22 [main] c.demo1 - 0

方法上的 synchronized

加在成員方法上，鎖住的是 this
加在靜態方法上，鎖住的是類名.class

class Test{
 	public synchronized void test() {
 
 	}
}

等價於
class Test{
 	public void test() {
 		synchronized(this) {
 
 		}
 	}
}

class Test{
 	public synchronized static void test() {
 	
 	}
}

等價於
class Test{
 	public static void test() {
 		synchronized(Test.class) {
 
 		}
 	}
}

變數的執行緒安全分析

成員變數和靜態方法是否執行緒安全

如果它們沒有共享，則執行緒安全
如果它們被共享了，根據它們的狀態是否能夠改變，又分兩種情況
- 如果只有讀操作，則執行緒安全
- 如果有讀寫操作，則這段程式碼是臨界區，需要考慮執行緒安全

區域性變數是否執行緒安全

public static void test1() {
 	int i = 10;
 	i++; 
}

每個執行緒呼叫 test1() 方法時區域性變數 i，會在每個執行緒的棧幀記憶體中被建立多份，因此不存在共享，所以區域性變數是執行緒安全的

常見的執行緒安全類

String
Integer
StringBuffffer
Random
Vector
Hashtable
java.util.concurrent 包下的類

這裡說它們是執行緒安全的是指，多個執行緒呼叫它們同一個例項的某個方法時，是執行緒安全的。也可以理解為

Hashtable table = new Hashtable();

new Thread(()->{
 	table.put("key", "value1");
}).start();

new Thread(()->{
 	table.put("key", "value2");
}).start();

它們的每個方法是原子的
但注意它們多個方法的組合不是原子的

不可變類執行緒安全性

String、Integer 等都是不可變類，因為其內部的狀態不可以改變，因此它們的方法都是執行緒安全的

Monitor

Java 物件頭

（以 32 位虛擬機器為例）

普通物件

Klass Word：是一個指標，指向該物件從屬的 class 類
陣列物件

其中 Mark Word 結構為：

hashcode：每個物件的雜湊碼
age：垃圾回收時用到的分代年齡
biased_lock：是否是偏向鎖
（01,00,10,11）：表示加鎖狀態

Monitor（鎖）

過程：

首先用一個指標試圖將 obj 物件與作業系統中的 Monitor 物件關聯。在正常狀態下，Mark Word 儲存了 hashcode，age等資訊，並且加鎖狀態碼為 “01” 表示並未與任何鎖關聯。但是一旦獲得了鎖，加鎖狀態碼會改為 “10” 並且拋棄掉儲存的 hashcode ，age 等資訊，轉而儲存一個指向 Monitor 物件的指標（ptr_to_heavyweight_monitor），佔30位
此時執行緒 Thread-2 指向 Monitor 中的 Owner 表示自己是這把鎖現在的主人
當一個新的執行緒到來時（Thread-1），會先去檢查此物件有沒有關聯 Monitor 物件，發現已經關聯，繼而檢查 Monitor 物件中的 Owner 已經是 Thread-2 了，此時 Thread-1會跟Monitor 中的 EntryList（阻塞佇列）關聯，進入 BLOCK 狀態
Thread-2 執行完同步程式碼塊的內容，然後喚醒 EntryList 中等待的執行緒來競爭鎖，競爭的時是非公平的

synchronized 優化原理

輕量級鎖

輕量級鎖的使用場景：如果一個物件雖然有多執行緒要加鎖，但加鎖的時間是錯開的（也就是沒有競爭），那麼可以使用輕量級鎖來優化。

輕量級鎖對使用者是透明的，即語法仍然是 synchronized

假設有兩個方法同步塊，利用同一個物件加鎖

static final Object obj = new Object();
public static void method1() {
 	synchronized( obj ) {
 		// 同步塊 A
 		method2();
 	}
}
public static void method2() {
 	synchronized( obj ) {
 		// 同步塊 B
 	}
}

建立鎖記錄（Lock Record）物件，每個執行緒都的棧幀都會包含一個鎖記錄的結構，內部可以儲存鎖定物件的 Mark Word
讓鎖記錄中 Object reference 指向鎖物件，並嘗試用 cas 替換 Object 的 Mark Word，將 Mark Word 的值存入鎖記錄
如果 cas 替換成功，物件頭中儲存了鎖記錄地址和狀態 00 ，表示由該執行緒給物件加鎖，這時圖示如下
如果 cas 失敗，有兩種情況
- 如果是其它執行緒已經持有了該 Object 的輕量級鎖，這時表明有競爭，進入鎖膨脹過程
- 如果是自己執行了 synchronized 鎖重入，那麼再新增一條 Lock Record 作為重入的計數
當退出 synchronized 程式碼塊（解鎖時）如果有取值為 null 的鎖記錄，表示有重入，這時重置鎖記錄，表示重入計數減一
當退出 synchronized 程式碼塊（解鎖時）鎖記錄的值不為 null，這時使用 cas 將 Mark Word 的值恢復給物件頭
- 成功，則解鎖成功
- 失敗，說明輕量級鎖進行了鎖膨脹或已經升級為重量級鎖，進入重量級鎖解鎖流程

鎖膨脹

如果在嘗試加輕量級鎖的過程中，CAS 操作無法成功，這時一種情況就是有其它執行緒為此物件加上了輕量級鎖（有競爭），這時需要進行鎖膨脹，將輕量級鎖變為重量級鎖。

static Object obj = new Object();
public static void method1() {
 	synchronized( obj ) {
 		// 同步塊
 	}
}

當 Thread-1 進行輕量級加鎖時，Thread-0 已經對該物件加了輕量級鎖
這時 Thread-1 加輕量級鎖失敗，進入鎖膨脹流程
- 即為 Object 物件申請 Monitor 鎖，讓 Object 指向重量級鎖地址
- 然後自己進入 Monitor 的 EntryList BLOCKED
當 Thread-0 退出同步塊解鎖時，使用 cas 將 Mark Word 的值恢復給物件頭，失敗。這時會進入重量級解鎖流程，即按照 Monitor 地址找到 Monitor 物件，設定 Owner 為 null，喚醒 EntryList 中 BLOCKED 執行緒

自旋優化

重量級鎖競爭的時候，還可以使用自旋來進行優化，如果當前執行緒自旋成功（即這時候持鎖執行緒已經退出了同步塊，釋放了鎖），這時當前執行緒就可以避免阻塞。

自旋會佔用 CPU 時間，單核 CPU 自旋就是浪費，多核 CPU 自旋才能發揮優勢。
在 Java 6 之後自旋鎖是自適應的，比如物件剛剛的一次自旋操作成功過，那麼認為這次自旋成功的可能性會高，就多自旋幾次；反之，就少自旋甚至不自旋，總之，比較智慧。
Java 7 之後不能控制是否開啟自旋功能

偏向鎖

輕量級鎖在沒有競爭時（就自己這個執行緒），每次重入仍然需要執行 CAS 操作。

Java 6 中引入了偏向鎖來做進一步優化：只有第一次使用 CAS 將執行緒 ID 設定到物件的 Mark Word 頭，之後發現這個執行緒 ID 是自己的就表示沒有競爭，不用重新 CAS。以後只要不發生競爭，這個物件就歸該執行緒所有

例如：

static final Object obj = new Object();
public static void m1() {
 	synchronized( obj ) {
 		// 同步塊 A
 		m2();
 	}
}
public static void m2() {
 	synchronized( obj ) {
 		// 同步塊 B
 		m3();
 	}
}
public static void m3() {
 	synchronized( obj ) {
  		// 同步塊 C
 	}
}

偏向狀態

一個物件建立時：

如果開啟了偏向鎖（預設開啟），那麼物件建立後，markword 值為 0x05 即最後 3 位為 101，這時它的thread、epoch、age 都為 0
偏向鎖是預設是延遲的，不會在程式啟動時立即生效，如果想避免延遲，可以加 VM 引數 -XX:BiasedLockingStartupDelay=0 來禁用延遲
如果沒有開啟偏向鎖，那麼物件建立後，markword 值為 0x01 即最後 3 位為 001，這時它的 hashcode、age 都為 0，第一次用到 hashcode 時才會賦值

1）測試延遲特性

2）測試偏向鎖

class Dog {}

利用 jol 第三方工具來檢視物件頭資訊

// 新增虛擬機器引數 -XX:BiasedLockingStartupDelay=0 
public static void main(String[] args) throws IOException {
 	Dog d = new Dog();
 	ClassLayout classLayout = ClassLayout.parseInstance(d);
 
    new Thread(() -> {
 		log.debug("synchronized 前");
 		System.out.println(classLayout.toPrintableSimple(true));
 		synchronized (d) {
 			log.debug("synchronized 中");
 			System.out.println(classLayout.toPrintableSimple(true));
 		}
 		log.debug("synchronized 後");
 		System.out.println(classLayout.toPrintableSimple(true));
 	}, "t1").start();
}

輸出：

11:08:58.117 c.TestBiased [t1] - synchronized 前
00000000 00000000 00000000 00000000 00000000 00000000 00000000 00000101 
11:08:58.121 c.TestBiased [t1] - synchronized 中
00000000 00000000 00000000 00000000 00011111 11101011 11010000 00000101 
11:08:58.121 c.TestBiased [t1] - synchronized 後
00000000 00000000 00000000 00000000 00011111 11101011 11010000 00000101

3）測試禁用

在上面測試程式碼執行時在新增 VM 引數 -XX:-UseBiasedLocking 禁用偏向鎖

輸出：

11:13:10.018 c.TestBiased [t1] - synchronized 前
00000000 00000000 00000000 00000000 00000000 00000000 00000000 00000001 
11:13:10.021 c.TestBiased [t1] - synchronized 中
00000000 00000000 00000000 00000000 00100000 00010100 11110011 10001000 
11:13:10.021 c.TestBiased [t1] - synchronized 後
00000000 00000000 00000000 00000000 00000000 00000000 00000000 00000001

4）測試 hashCode

正常狀態物件一開始是沒有 hashCode 的，第一次呼叫才生成

撤銷 - 呼叫物件 hashCode

呼叫了物件的 hashCode，但偏向鎖的物件 MarkWord 中儲存的是執行緒 id，如果呼叫 hashCode 會導致偏向鎖被撤銷

輕量級鎖會在鎖記錄中記錄 hashCode
重量級鎖會在 Monitor 中記錄 hashCode

在呼叫 hashCode 後使用偏向鎖，記得去掉 -XX:-UseBiasedLocking

輸出：

11:22:10.386 c.TestBiased [main] - 呼叫 hashCode:1778535015 
11:22:10.391 c.TestBiased [t1] - synchronized 前
00000000 00000000 00000000 01101010 00000010 01001010 01100111 00000001 
11:22:10.393 c.TestBiased [t1] - synchronized 中
00000000 00000000 00000000 00000000 00100000 11000011 11110011 01101000 
11:22:10.393 c.TestBiased [t1] - synchronized 後
00000000 00000000 00000000 01101010 00000010 01001010 01100111 00000001

撤銷 - 其他執行緒使用物件

當有其它執行緒使用偏向鎖物件時，會將偏向鎖升級為輕量級鎖

	private static void test2() throws InterruptedException {
        Dog d = new Dog();
        Thread t1 = new Thread(() -> {
            synchronized (d) {
                log.debug(ClassLayout.parseInstance(d).toPrintableSimple(true));
            }
            synchronized (TestBiased.class) {
                TestBiased.class.notify();
            }
            // 如果不用 wait/notify 使用 join 必須開啟下面的註釋
            // 因為：t1 執行緒不能結束，否則底層執行緒可能被 jvm 重用作為 t2 執行緒，底層執行緒 id 是一樣的
             /*try {
             System.in.read();
             } catch (IOException e) {
             e.printStackTrace();
             }*/
        }, "t1");
        t1.start();
        Thread t2 = new Thread(() -> {
            synchronized (TestBiased.class) {
                try {
                    TestBiased.class.wait();
                } catch (InterruptedException e) {
                    e.printStackTrace();
                }
            }
            log.debug(ClassLayout.parseInstance(d).toPrintableSimple(true));
            synchronized (d) {
                log.debug(ClassLayout.parseInstance(d).toPrintableSimple(true));
            }
            log.debug(ClassLayout.parseInstance(d).toPrintableSimple(true));
        }, "t2");
        t2.start();
    }

輸出：

[t1] - 00000000 00000000 00000000 00000000 00011111 01000001 00010000 00000101 
[t2] - 00000000 00000000 00000000 00000000 00011111 01000001 00010000 00000101 
[t2] - 00000000 00000000 00000000 00000000 00011111 10110101 11110000 01000000 
[t2] - 00000000 00000000 00000000 00000000 00000000 00000000 00000000 00000001

撤銷 - 呼叫 wait / notify

public static void main(String[] args) throws InterruptedException {
        Dog d = new Dog();
        Thread t1 = new Thread(() -> {
            log.debug(ClassLayout.parseInstance(d).toPrintableSimple(true));
            synchronized (d) {
                log.debug(ClassLayout.parseInstance(d).toPrintableSimple(true));
                try {
                    d.wait();
                } catch (InterruptedException e) {
                    e.printStackTrace();
                }
                log.debug(ClassLayout.parseInstance(d).toPrintableSimple(true));
            }
        }, "t1");
        t1.start();
        new Thread(() -> {
            try {
                Thread.sleep(6000);
            } catch (InterruptedException e) {
                e.printStackTrace();
            }
            synchronized (d) {
                log.debug("notify");
                d.notify();
            }
        }, "t2").start();
    }

輸出：

[t1] - 00000000 00000000 00000000 00000000 00000000 00000000 00000000 00000101 
[t1] - 00000000 00000000 00000000 00000000 00011111 10110011 11111000 00000101 
[t2] - notify 
[t1] - 00000000 00000000 00000000 00000000 00011100 11010100 00001101 11001010

批量重偏向

如果物件雖然被多個執行緒訪問，但沒有競爭，這時偏向了執行緒 T1 的物件仍有機會重新偏向 T2，重偏向會重置物件的 Thread ID

當撤銷偏向鎖閾值超過 20 次後，jvm 會這樣覺得，我是不是偏向錯了呢，於是會在給這些物件加鎖時重新偏向至加鎖執行緒

private static void test3() throws InterruptedException {
        Vector<Dog> list = new Vector<>();
        Thread t1 = new Thread(() -> {
            for (int i = 0; i < 30; i++) {
                Dog d = new Dog();
                list.add(d);
                synchronized (d) {
                    log.debug(i + "\t" + ClassLayout.parseInstance(d).toPrintableSimple(true));
                }
            }
            synchronized (list) {
                list.notify();
            }
        }, "t1");
        t1.start();

        Thread t2 = new Thread(() -> {
            synchronized (list) {
                try {
                    list.wait();
                } catch (InterruptedException e) {
                    e.printStackTrace();
                }
            }
            log.debug("===============> ");
            for (int i = 0; i < 30; i++) {
                Dog d = list.get(i);
                log.debug(i + "\t" + ClassLayout.parseInstance(d).toPrintableSimple(true));
                synchronized (d) {
                    log.debug(i + "\t" + ClassLayout.parseInstance(d).toPrintableSimple(true));
                }
                log.debug(i + "\t" + ClassLayout.parseInstance(d).toPrintableSimple(true));
            }
        }, "t2");
        t2.start();
    }

輸出：

[t1] - 0 00000000 00000000 00000000 00000000 00011111 11110011 11100000 00000101 
[t1] - 1 00000000 00000000 00000000 00000000 00011111 11110011 11100000 00000101 
[t1] - 2 00000000 00000000 00000000 00000000 00011111 11110011 11100000 00000101 
[t1] - 3 00000000 00000000 00000000 00000000 00011111 11110011 11100000 00000101 
[t1] - 4 00000000 00000000 00000000 00000000 00011111 11110011 11100000 00000101 
[t1] - 5 00000000 00000000 00000000 00000000 00011111 11110011 11100000 00000101 
[t1] - 6 00000000 00000000 00000000 00000000 00011111 11110011 11100000 00000101 
[t1] - 7 00000000 00000000 00000000 00000000 00011111 11110011 11100000 00000101 
[t1] - 8 00000000 00000000 00000000 00000000 00011111 11110011 11100000 00000101 
[t1] - 9 00000000 00000000 00000000 00000000 00011111 11110011 11100000 00000101 
[t1] - 10 00000000 00000000 00000000 00000000 00011111 11110011 11100000 00000101 
[t1] - 11 00000000 00000000 00000000 00000000 00011111 11110011 11100000 00000101 
[t1] - 12 00000000 00000000 00000000 00000000 00011111 11110011 11100000 00000101 
[t1] - 13 00000000 00000000 00000000 00000000 00011111 11110011 11100000 00000101 
[t1] - 14 00000000 00000000 00000000 00000000 00011111 11110011 11100000 00000101 
[t1] - 15 00000000 00000000 00000000 00000000 00011111 11110011 11100000 00000101 
[t1] - 16 00000000 00000000 00000000 00000000 00011111 11110011 11100000 00000101 
[t1] - 17 00000000 00000000 00000000 00000000 00011111 11110011 11100000 00000101 
[t1] - 18 00000000 00000000 00000000 00000000 00011111 11110011 11100000 00000101 
[t1] - 19 00000000 00000000 00000000 00000000 00011111 11110011 11100000 00000101 
[t1] - 20 00000000 00000000 00000000 00000000 00011111 11110011 11100000 00000101 
[t1] - 21 00000000 00000000 00000000 00000000 00011111 11110011 11100000 00000101 
[t1] - 22 00000000 00000000 00000000 00000000 00011111 11110011 11100000 00000101 
[t1] - 23 00000000 00000000 00000000 00000000 00011111 11110011 11100000 00000101 
[t1] - 24 00000000 00000000 00000000 00000000 00011111 11110011 11100000 00000101 
[t1] - 25 00000000 00000000 00000000 00000000 00011111 11110011 11100000 00000101 
[t1] - 26 00000000 00000000 00000000 00000000 00011111 11110011 11100000 00000101 
[t1] - 27 00000000 00000000 00000000 00000000 00011111 11110011 11100000 00000101 
[t1] - 28 00000000 00000000 00000000 00000000 00011111 11110011 11100000 00000101 
[t1] - 29 00000000 00000000 00000000 00000000 00011111 11110011 11100000 00000101 
[t2] - ===============> 
[t2] - 0 00000000 00000000 00000000 00000000 00011111 11110011 11100000 00000101 
[t2] - 0 00000000 00000000 00000000 00000000 00100000 01011000 11110111 00000000 
[t2] - 0 00000000 00000000 00000000 00000000 00000000 00000000 00000000 00000001 
[t2] - 1 00000000 00000000 00000000 00000000 00011111 11110011 11100000 00000101 
[t2] - 1 00000000 00000000 00000000 00000000 00100000 01011000 11110111 00000000 
[t2] - 1 00000000 00000000 00000000 00000000 00000000 00000000 00000000 00000001 
[t2] - 2 00000000 00000000 00000000 00000000 00011111 11110011 11100000 00000101 
[t2] - 2 00000000 00000000 00000000 00000000 00100000 01011000 11110111 00000000 
[t2] - 2 00000000 00000000 00000000 00000000 00000000 00000000 00000000 00000001 
[t2] - 3 00000000 00000000 00000000 00000000 00011111 11110011 11100000 00000101 
[t2] - 3 00000000 00000000 00000000 00000000 00100000 01011000 11110111 00000000 
[t2] - 3 00000000 00000000 00000000 00000000 00000000 00000000 00000000 00000001 
[t2] - 4 00000000 00000000 00000000 00000000 00011111 11110011 11100000 00000101 
[t2] - 4 00000000 00000000 00000000 00000000 00100000 01011000 11110111 00000000 
[t2] - 4 00000000 00000000 00000000 00000000 00000000 00000000 00000000 00000001 
[t2] - 5 00000000 00000000 00000000 00000000 00011111 11110011 11100000 00000101 
[t2] - 5 00000000 00000000 00000000 00000000 00100000 01011000 11110111 00000000 
[t2] - 5 00000000 00000000 00000000 00000000 00000000 00000000 00000000 00000001 
[t2] - 6 00000000 00000000 00000000 00000000 00011111 11110011 11100000 00000101 
[t2] - 6 00000000 00000000 00000000 00000000 00100000 01011000 11110111 00000000 
[t2] - 6 00000000 00000000 00000000 00000000 00000000 00000000 00000000 00000001 
[t2] - 7 00000000 00000000 00000000 00000000 00011111 11110011 11100000 00000101
[t2] - 7 00000000 00000000 00000000 00000000 00100000 01011000 11110111 00000000 
[t2] - 7 00000000 00000000 00000000 00000000 00000000 00000000 00000000 00000001 
[t2] - 8 00000000 00000000 00000000 00000000 00011111 11110011 11100000 00000101 
[t2] - 8 00000000 00000000 00000000 00000000 00100000 01011000 11110111 00000000 
[t2] - 8 00000000 00000000 00000000 00000000 00000000 00000000 00000000 00000001 
[t2] - 9 00000000 00000000 00000000 00000000 00011111 11110011 11100000 00000101 
[t2] - 9 00000000 00000000 00000000 00000000 00100000 01011000 11110111 00000000 
[t2] - 9 00000000 00000000 00000000 00000000 00000000 00000000 00000000 00000001 
[t2] - 10 00000000 00000000 00000000 00000000 00011111 11110011 11100000 00000101 
[t2] - 10 00000000 00000000 00000000 00000000 00100000 01011000 11110111 00000000 
[t2] - 10 00000000 00000000 00000000 00000000 00000000 00000000 00000000 00000001 
[t2] - 11 00000000 00000000 00000000 00000000 00011111 11110011 11100000 00000101 
[t2] - 11 00000000 00000000 00000000 00000000 00100000 01011000 11110111 00000000 
[t2] - 11 00000000 00000000 00000000 00000000 00000000 00000000 00000000 00000001 
[t2] - 12 00000000 00000000 00000000 00000000 00011111 11110011 11100000 00000101 
[t2] - 12 00000000 00000000 00000000 00000000 00100000 01011000 11110111 00000000 
[t2] - 12 00000000 00000000 00000000 00000000 00000000 00000000 00000000 00000001 
[t2] - 13 00000000 00000000 00000000 00000000 00011111 11110011 11100000 00000101 
[t2] - 13 00000000 00000000 00000000 00000000 00100000 01011000 11110111 00000000 
[t2] - 13 00000000 00000000 00000000 00000000 00000000 00000000 00000000 00000001 
[t2] - 14 00000000 00000000 00000000 00000000 00011111 11110011 11100000 00000101 
[t2] - 14 00000000 00000000 00000000 00000000 00100000 01011000 11110111 00000000 
[t2] - 14 00000000 00000000 00000000 00000000 00000000 00000000 00000000 00000001 
[t2] - 15 00000000 00000000 00000000 00000000 00011111 11110011 11100000 00000101 
[t2] - 15 00000000 00000000 00000000 00000000 00100000 01011000 11110111 00000000 
[t2] - 15 00000000 00000000 00000000 00000000 00000000 00000000 00000000 00000001 
[t2] - 16 00000000 00000000 00000000 00000000 00011111 11110011 11100000 00000101 
[t2] - 16 00000000 00000000 00000000 00000000 00100000 01011000 11110111 00000000 
[t2] - 16 00000000 00000000 00000000 00000000 00000000 00000000 00000000 00000001 
[t2] - 17 00000000 00000000 00000000 00000000 00011111 11110011 11100000 00000101 
[t2] - 17 00000000 00000000 00000000 00000000 00100000 01011000 11110111 00000000 
[t2] - 17 00000000 00000000 00000000 00000000 00000000 00000000 00000000 00000001 
[t2] - 18 00000000 00000000 00000000 00000000 00011111 11110011 11100000 00000101 
[t2] - 18 00000000 00000000 00000000 00000000 00100000 01011000 11110111 00000000 
[t2] - 18 00000000 00000000 00000000 00000000 00000000 00000000 00000000 00000001 
[t2] - 19 00000000 00000000 00000000 00000000 00011111 11110011 11100000 00000101 
[t2] - 19 00000000 00000000 00000000 00000000 00011111 11110011 11110001 00000101 
[t2] - 19 00000000 00000000 00000000 00000000 00011111 11110011 11110001 00000101 
[t2] - 20 00000000 00000000 00000000 00000000 00011111 11110011 11100000 00000101 
[t2] - 20 00000000 00000000 00000000 00000000 00011111 11110011 11110001 00000101 
[t2] - 20 00000000 00000000 00000000 00000000 00011111 11110011 11110001 00000101 
[t2] - 21 00000000 00000000 00000000 00000000 00011111 11110011 11100000 00000101 
[t2] - 21 00000000 00000000 00000000 00000000 00011111 11110011 11110001 00000101 
[t2] - 21 00000000 00000000 00000000 00000000 00011111 11110011 11110001 00000101 
[t2] - 22 00000000 00000000 00000000 00000000 00011111 11110011 11100000 00000101 
[t2] - 22 00000000 00000000 00000000 00000000 00011111 11110011 11110001 00000101 
[t2] - 22 00000000 00000000 00000000 00000000 00011111 11110011 11110001 00000101 
[t2] - 23 00000000 00000000 00000000 00000000 00011111 11110011 11100000 00000101 
[t2] - 23 00000000 00000000 00000000 00000000 00011111 11110011 11110001 00000101 
[t2] - 23 00000000 00000000 00000000 00000000 00011111 11110011 11110001 00000101 
[t2] - 24 00000000 00000000 00000000 00000000 00011111 11110011 11100000 00000101 
[t2] - 24 00000000 00000000 00000000 00000000 00011111 11110011 11110001 00000101 
[t2] - 24 00000000 00000000 00000000 00000000 00011111 11110011 11110001 00000101
[t2] - 25 00000000 00000000 00000000 00000000 00011111 11110011 11100000 00000101 
[t2] - 25 00000000 00000000 00000000 00000000 00011111 11110011 11110001 00000101 
[t2] - 25 00000000 00000000 00000000 00000000 00011111 11110011 11110001 00000101 
[t2] - 26 00000000 00000000 00000000 00000000 00011111 11110011 11100000 00000101 
[t2] - 26 00000000 00000000 00000000 00000000 00011111 11110011 11110001 00000101 
[t2] - 26 00000000 00000000 00000000 00000000 00011111 11110011 11110001 00000101 
[t2] - 27 00000000 00000000 00000000 00000000 00011111 11110011 11100000 00000101 
[t2] - 27 00000000 00000000 00000000 00000000 00011111 11110011 11110001 00000101 
[t2] - 27 00000000 00000000 00000000 00000000 00011111 11110011 11110001 00000101 
[t2] - 28 00000000 00000000 00000000 00000000 00011111 11110011 11100000 00000101 
[t2] - 28 00000000 00000000 00000000 00000000 00011111 11110011 11110001 00000101 
[t2] - 28 00000000 00000000 00000000 00000000 00011111 11110011 11110001 00000101 
[t2] - 29 00000000 00000000 00000000 00000000 00011111 11110011 11100000 00000101 
[t2] - 29 00000000 00000000 00000000 00000000 00011111 11110011 11110001 00000101 
[t2] - 29 00000000 00000000 00000000 00000000 00011111 11110011 11110001 00000101

批量撤銷

當撤銷偏向鎖閾值超過 40 次後，jvm 會這樣覺得，自己確實偏向錯了，根本就不該偏向。於是整個類的所有物件都會變為不可偏向的，新建的物件也是不可偏向的

static Thread t1,t2,t3;
    private static void test4() throws InterruptedException {
        Vector<Dog> list = new Vector<>();
        int loopNumber = 39;
        t1 = new Thread(() -> {
            for (int i = 0; i < loopNumber; i++) {
                Dog d = new Dog();
                list.add(d);
                synchronized (d) {
                    log.debug(i + "\t" + ClassLayout.parseInstance(d).toPrintableSimple(true));
                }
            }
            LockSupport.unpark(t2);
        }, "t1");
        t1.start();
        t2 = new Thread(() -> {
            LockSupport.park();
            log.debug("===============> ");
            for (int i = 0; i < loopNumber; i++) {
                Dog d = list.get(i);
                log.debug(i + "\t" + ClassLayout.parseInstance(d).toPrintableSimple(true));
                synchronized (d) {
                    log.debug(i + "\t" + ClassLayout.parseInstance(d).toPrintableSimple(true));
                }
                log.debug(i + "\t" + ClassLayout.parseInstance(d).toPrintableSimple(true));
            }
            LockSupport.unpark(t3);
        }, "t2");
        t2.start();
        t3 = new Thread(() -> {
            LockSupport.park();
            log.debug("===============> ");
            for (int i = 0; i < loopNumber; i++) {
                Dog d = list.get(i);
                log.debug(i + "\t" + ClassLayout.parseInstance(d).toPrintableSimple(true));
                synchronized (d) {
                    log.debug(i + "\t" + ClassLayout.parseInstance(d).toPrintableSimple(true));
                }
                log.debug(i + "\t" + ClassLayout.parseInstance(d).toPrintableSimple(true));
            }
        }, "t3");
        t3.start();
        t3.join();
        log.debug(ClassLayout.parseInstance(new Dog()).toPrintableSimple(true));
    }

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