高并发场景（EntrySet、偏向锁、轻量级锁、重量级锁）

考虑大量线程竞争一个用户实现的synchronized 块，如图：

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在高并发场景，竞争非常激烈。而作为语言的设计者，不能假设synchronized 的块可以迅速完成。图中很多线程竞争一个同步块，按照之前的设计，这个时候这些线程会优先考虑自旋锁。因为同步块需要10ms ，因此多数线程拿不到自旋锁。考虑到CPU执行速度非常快，每10ms 才有一个线程拿到锁。而1ms 可以执行数以10万-百万计的CAS操作。因此这样是非常不划算的：

  1. 自旋锁消耗大量计算能力（CPU资源）
  2. 大量线程进入WaitSet

这时JVM的解决方案是增加一个EntrySet。如图：

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图中线程先用自旋锁竞争进入EntrySet，竞争进入EntrySet只需要少量的cas操作。

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如果像图中那样用链表实现EntrySet，新线程进入EntrySet只需要两条指令，第一步创建一个节点，指向EntrySet的第一个元素。第二步，用cas操作将EntrySet的尾部指向新的节点。 这样需要的时间是非常短的，因此多数线程都可以进入EntrySet。

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进入EntrySet之后，如果当前没有持有者（没有线程再执行）。就让这个线程去竞争：其实就是把线程的状态改为READY，让它竞争。如果既没有持有者，WaitSet也是空的，那么就不存在竞争，可以考虑直接让线程执行。但是判断有没有持有者，再判断WaitSet种有没有线程，这个过程不是一个原子操作。因此Java在每个对象的头部，增加了几个标识位，记录这个资源的所有者，如果这个位没有被占领，那么就可以考虑直接执行这个线程。这个方法称为**偏向锁(Bias Lock)**。

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如果有线程占领了偏向锁，那么说明有多个线程在竞争，就升级为轻量级锁（Light Weighted Lock）。轻量级锁，会先观察目前Monitor 中有没有持有者(Owner)——正在临界区的线程。如果没有，就直接去竞争Owner。为什么不直接给Owner? 因为这个时候有可能WaitSet的线程也在竞争Owner，比如用户在这之前刚好调用了notifyAll，通知了所有WaitSet中的线程去竞争Owner。轻量级锁的特点是会先进行自旋，如果若干次自旋后，比如10次，还是无法获取锁，就加入EntrySet，其实就是采用重量级锁。之所以称为重量级锁，是因为接下来每个从EntrySet获取竞争机会的线程，会直接用操作系统的mutex API进行锁的竞争。

一个持有锁的线程离开临界区后，会重新进入WaitSet。如果这个线程休眠，也会进入WaitSet。WaitSet和EntrySet中的线程，当持有线程休眠或者离开时，会一起再次竞争Owner，这个时候不再使用偏向锁和轻量级锁，这个特性我们称为锁的不可降级。 一旦升级为重量级锁，不会再使用轻量级或者偏向锁。 重量级锁，就是利用操作系统API提供的互斥能力进行竞争。

重量级锁

Monitor 实现锁分配
2.1 Monitor 的结构
在 Java 虚拟机 (HotSpot)中，Monitor 基于C++实现，其数据结构为 objectMonitor.hpp ，比较关键的属性如下：

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ObjectMonitor() {
   ......
   // 用来记录该线程获取锁的次数
   _count        = 0;
    // 锁的重入次数
   _recursions   = 0;
   // 指向持有 ObjectMonitor 锁的对象的引用
   _owner        = NULL;
   // 存放处于wait状态的线程队列
   _WaitSet      = NULL;
   // 存放处于等待锁block状态的线程队列
   _EntryList    = NULL ;
   ......
 }

锁相关主要的流程如下：

当多个线程同时访问一段同步代码时，首先进入_EntryList队列中，当某个线程获取到对象的Monitor后进入_Owner区域并把Monitor中的_owner变量设置为当前线程，同时Monitor中的计数器_count自增1，表示获得对象锁
若持有Monitor的线程调用wait()方法，将释放当前持有的 Monitor ，_owner变量恢复为 null，_count自减1，同时该线程进入_WaitSet集合中等待被唤醒。若当前线程执行完毕也会释放Monitor(锁)并复位变量的值，以便其他线程能够获取Monitor(锁)
在 Entry Set中等待的线程状态是 Waiting for monitor entry，而在 Wait Set中等待的线程状态是 in Object.wait()

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2.2 获取锁流程

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