轻量级锁怎么通过CAS获取

轻量级锁是一种优化的锁实现，它使用了CAS（Compare and Swap）指令来避免多线程竞争锁时的性能瓶颈。

当一个线程需要获取轻量级锁时，它首先会将对象头中的Mark Word 复制到线程栈的锁记录中，并且将对象头中的Mark Word 替换为指向锁记录的指针。如果这个操作成功了，那么这个线程就获得了这个对象的轻量级锁。如果这个操作失败了，说明有其他线程已经获取了这个对象的锁，那么当前线程就需要转为使用重量级锁来进行同步。

在CAS操作中，要更新的值是锁对象的Mark Word，而期望的值是指向当前线程的锁记录的指针。如果当前锁对象的Mark Word等于期望的值，就用新的Mark Word替换旧的Mark Word。

具体步骤如下：

1. 使用CAS指令将对象头中的Mark Word替换为指向锁记录的指针，同时将锁记录中的owner指针指向当前线程。

2. 如果CAS操作成功，那么当前线程获得了锁，可以继续执行临界区代码。

3. 如果CAS操作失败，说明有其他线程竞争了锁，当前线程需要放弃尝试获取锁，并转为使用重量级锁进行同步。

需要注意的是，轻量级锁只适用于线程之间的竞争不激烈的情况。如果线程之间的竞争非常激烈，那么使用轻量级锁可能会降低性能。在这种情况下，最好使用重量级锁来进行同步。

相关问题

轻量级锁cas如何实现

轻量级锁（Lightweight Lock）是一种针对多线程并发访问同一内存地址的情况下，保证数据一致性的机制。它的实现基于 CAS (Compare and Swap) 操作。

轻量级锁的实现过程如下：

1. 初始状态下，Java 对象的对象头标记为 “无锁” 状态。

2. 当有线程请求锁时，JVM 会首先在当前线程的栈帧中创建一个锁记录（Lock Record），用于存储锁对象标识符、对象的 hashCode 和指向持有锁的线程的指针。然后，JVM 将对象头中的标记改为 “轻量级锁” 状态，并将锁记录中的标识符写入对象头中。

3. 接下来，JVM 使用 CAS 操作将对象头中的锁记录指针与当前线程的线程 ID 进行比较并交换，如果成功，说明当前线程获取了锁；否则，说明有其他线程已经持有了锁，则当前线程需要膨胀为重量级锁。

4. 当线程释放锁时，JVM 会使用 CAS 操作将对象头中的锁记录指针与 null 进行比较并交换，如果成功，说明当前线程已经释放了锁；否则，说明有其他线程正在持有锁，当前线程需要等待。

轻量级锁的优点是减少了线程上下文切换和系统调用的开销，适用于锁竞争不激烈的情况下。但是，如果锁竞争激烈，轻量级锁的性能会变得很差，此时需要使用重量级锁。

无锁 偏向锁 轻量级锁

无锁、偏向锁和轻量级锁是Java中用于优化多线程并发性能的锁机制。

1. 无锁：当一个线程在访问共享资源时，不需要进行任何同步操作，也不会阻塞其他线程的访问。这种情况下，多个线程可以同时执行，提高了并发性能。无锁适用于对共享资源的访问冲突较少的情况。

2. 偏向锁：当只有一个线程访问共享资源时，偏向锁可以将这个线程标记为拥有锁的线程，并用一个线程ID来记录。此后，当这个线程再次访问该资源时，无需重新加锁，从而减少了同步操作的开销。偏向锁适用于对共享资源的竞争较小的情况。

3. 轻量级锁：当多个线程竞争同一个锁时，轻量级锁可以避免使用重量级锁（如synchronized关键字）带来的性能损耗。轻量级锁使用CAS（Compare and Swap）操作来尝试获取锁，如果成功则执行临界区代码，否则升级为重量级锁。轻量级锁适用于对共享资源的竞争较小的情况。

这些锁机制的选择取决于并发访问的特点和资源竞争的程度。Java虚拟机会根据实际情况自动选择适合的锁机制，以提高程序的并发性能。