轻量级锁的定位
轻量锁存在的目的是尽可能不用动用操作系统层面的互斥锁，因为那个性能会比较差。线程的阻塞和唤醒需要 CPU从用户态转为核心态，频繁的阻塞和唤醒对 CPU 来说是一件负担很重的工作。
如果很多对象锁的锁定状态只会持续很短的一段时间，例如整数的自加操作，在很短的时间内阻塞并唤醒线程显然不值得，为此引入了轻量级锁。轻量级锁是一种自旋锁。
轻量级锁的获取流程
- 在抢锁线程进入临界区之前，如果轻量级锁没有被占用，JVM 首先将在抢锁线程的栈帧中建立一个锁记录(Lock Record)，用于存储对轻量级锁所关联的对象
Mark Word的拷贝。
- 抢占轻量级锁的线程使用
CAS自旋操作，尝试将内置锁对象头的Mark Word的ptr_to_lock_record (锁记录指针)更新为抢锁线程栈帧中Lock Record的地址，如果这个更新执行成功了，那么这个线程就拥有了这个对象锁。 - JVM 将
Mard Word中的lock标记位改为 00(轻量级锁标志)， 即表示该对象处于轻量级锁状态 - JVM 会将轻量级锁关联的对象的
Mard Word中原来的锁对象信息(如 hashcode 等)，保存在抢锁线程Lock Record 的 Displaced Mark Word这是因为锁对象的对象头此时需要存储抢占线程的LockRecord地址，没地方存储自己的hashcode :-)被占用了~~~
轻量级锁示例
还是偏向锁的Foo对象实例，可以参考 juejin.cn/post/699440…
测试代码
@Test
public void test() throws InterruptedException {
TimeUnit.SECONDS.sleep(5);
Foo foo = new Foo();
System.err.println(ClassLayout.parseInstance(foo).toPrintable());
foo.incr();
new Thread(new LockTest(foo)).start();
TimeUnit.SECONDS.sleep(2);
System.err.println(ClassLayout.parseInstance(foo).toPrintable());
foo.incr();
}
打印结果:
org.ywb.Foo object internals:
OFF SZ TYPE DESCRIPTION VALUE
0 8 (object header: mark) 0x0000000000000005 (biasable; age: 0)
8 4 (object header: class) 0xf8011d21
12 4 int Foo.i 0
Instance size: 16 bytes
Space losses: 0 bytes internal + 0 bytes external = 0 bytes total
main-org.ywb.Foo object internals:
OFF SZ TYPE DESCRIPTION VALUE
0 8 (object header: mark) 0x00007fc2e7809005 (biased: 0x0000001ff0b9e024; epoch: 0; age: 0)
8 4 (object header: class) 0xf8011d21
12 4 int Foo.i 1
Instance size: 16 bytes
Space losses: 0 bytes internal + 0 bytes external = 0 bytes total
Thread-1-org.ywb.Foo object internals:
OFF SZ TYPE DESCRIPTION VALUE
0 8 (object header: mark) 0x00007000051a6918 (thin lock: 0x00007000051a6918)
8 4 (object header: class) 0xf8011d21
12 4 int Foo.i 2
Instance size: 16 bytes
Space losses: 0 bytes internal + 0 bytes external = 0 bytes total
org.ywb.Foo object internals:
OFF SZ TYPE DESCRIPTION VALUE
0 8 (object header: mark) 0x0000000000000001 (non-biasable; age: 0)
8 4 (object header: class) 0xf8011d21
12 4 int Foo.i 2
Instance size: 16 bytes
Space losses: 0 bytes internal + 0 bytes external = 0 bytes total
main-org.ywb.Foo object internals:
OFF SZ TYPE DESCRIPTION VALUE
0 8 (object header: mark) 0x000070000395a898 (thin lock: 0x000070000395a898)
8 4 (object header: class) 0xf8011d21
12 4 int Foo.i 3
Instance size: 16 bytes
Space losses: 0 bytes internal + 0 bytes external = 0 bytes total
- 第一次打印的结果是对象还没有偏向任何线程，只是偏向锁
- 第二次打印的结果是线程正在执行同步代码块的时候，此时偏向锁中存储了偏向线程id和偏向时间戳
- 第三次的时候是偏向锁发生了抢占的情况，偏向锁升级成了轻量级锁
- 第四次打印的时候两个线程都执行完同步代码，此时锁被释放，对象头处于无锁状态
- 再次调用同步代码块时，锁直接变成了轻量级锁，验证了锁只能升级，不能降级。
轻量级锁的分类
普通自旋锁
所谓普通自旋锁，就是指当有线程来竞争锁时，抢锁线程会在原地循环等待，而不是被阻塞，直到那个占有锁的线程释放锁之后，这个抢锁线程就可以马上获得锁。默认情况下，自旋的次数为 10 次，用户可以通过-XX:PreBlockSpin 选项来进行更改。
因为自旋也是需要消耗CPU资源的，但是如果线程执行同步代码块的时间很长，抢占锁的线程经常耗光自己的自旋次数也没有获取到轻量级锁，最终还是被升级成重量级锁，这种情况，自旋变显得没有意义。
自适应自旋锁
自适应自旋锁，就是等待线程空循环的自旋次数并非是固定的，而是会动态着根据实际情况来改变自旋等待的次数，自旋次数由前一次在同一个锁上的自旋时间及锁的拥有者的状态来决定。
大致原理如下：
- 如果抢锁线程在同一个锁对象上之前成功获得过的锁，那么
JVM就会认为这次自旋也 很有可能再次成功，因此允许自旋等待持续相对更长的时间。 - 如果对于某个锁，抢锁线程在很少成功获得过，那么 JVM 将可能减少自旋时间甚至省略自旋过程，以避免浪费处理器资源。
JDK1.6 的轻量级锁使用的是普通自旋锁，且需要使用
-XX:+UseSpinning选项手工开启。JDK1.7 后，轻量级锁使用自适应自旋锁，JVM 启动时自动开启，且自旋时间由 JVM 自动控制。