Java中synchronized鎖升級的方法是什么

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synchronized鎖是啥？鎖其實就是一個對象，隨便哪一個都可以，Java中所有的對象都是鎖，換句話說，Java中所有對象都可以成為鎖。
這次我們主要聊的是synchronized鎖升級的套路

synchronized會經歷四個階段：無鎖狀態、偏向鎖、輕量級鎖、重量級鎖依次從耗費資源最少，性能最高，到耗費資源多，性能最差。

鎖原理

先看看這些狀態的鎖為什么稱之為鎖，他們的互斥原理是啥。

偏向鎖

當一個線程到達同步代碼塊，嘗試獲取鎖對象的時候，會查看對象頭中的MarkWord里的線程ID，如果這里沒有ID則將自己的保存進去，拿到鎖。若是有，則查看是否是當前線程，如果不是，就CAS嘗試改，如果是，就已經拿到了鎖資源。

這里詳細說說CAS嘗試修改的邏輯：它會檢查持有偏向鎖的線程狀態。首先遍歷當前JVM的所有存活的線程，如果能找到偏向的線程，則說明偏向的線程還存活，此時會檢查線程是否在執行同步代碼塊中的代碼，如果是，則升級為輕量級鎖，去繼續進行CAS競爭鎖。所以加了偏向鎖之后，同時只有一個線程可以拿到鎖執行同步代碼塊中的代碼。

輕量級鎖

查看對象頭中的MarkWord里的Lock Record指針指向的是否是當前線程的虛擬機棧，如果是，拿鎖執行業務，如果不是則進行CAS，嘗試修改，若是修改幾次都沒有成功，再升級到重量級鎖。

重量級鎖

查看對象頭中的MarkWord里的指向的ObjectMonitor，查看owner是否是當前線程，如果不是，扔到ObjectMonitor里的EntryList中排隊，并掛起線程，等待被喚醒。

鎖升級

無鎖

一般情況下，新new出來的一個對象，暫時就是無鎖狀態。因為偏向鎖默認是有延遲的，在啟動JVM的前4s中，不存在偏向鎖，但是如果關閉了偏向鎖延遲的設置，new出來的對象，就會添加一個匿名偏向鎖。也就是說這個對象想找一個線程去增加偏向鎖，但是沒有找到，稱之為匿名偏向。存儲的線程ID為一堆0000，也沒有任何地址信息。

我們可以通過以下配置關閉偏向鎖延遲。

//關閉偏向鎖延遲的指令
-XX:BiasedLockingStartuoDelay=0

偏向鎖

當某一個線程來獲取這個鎖資源時，此時會成功獲取到，就會變為偏向鎖，偏向鎖存儲線程的ID。

當偏向鎖升級時，會觸發偏向鎖撤銷，偏向鎖撤銷需要等到一個安全點，比如GC的時候，偏向鎖撤銷的成本太高，所以默認開始時，會做偏向鎖延遲。若是直接有多個線程競爭，會跳過偏向鎖，直接變為輕量級鎖。

細說一下偏向鎖撤銷的過程，成本為啥高呢？當一個線程拿到偏向鎖之后，會把鎖的對象頭的Mark Work中的線程id指向自己，當又有一個線程來了進行爭搶導致鎖升級的的時候，會暫停之前拿到偏向鎖的線程，然后清空Mark Work中的線程id，增加一個輕量級鎖，然后再恢復暫停的線程繼續執行。這也是為什么等到安全點再執行鎖升級的原因，因為要暫停線程。

常見的安全點：

• 執行GC的時候

• 方法返回之前

• 調用某個方法之后

• 拋出異常的位置

• 一個循環的末尾

輕量級鎖

當在出現了多個線程的競爭，就會升級為輕量級鎖，輕量級鎖的效果就是基于CAS嘗試獲取鎖資源，這里會用到自適應自旋鎖，根據上次CAS成功與否，耗費的時間，決定這次自旋多少次。

輕量級鎖適用于競爭不是很激烈的場景，一個線程拿到鎖，執行同步代碼塊，很快就處理完了。再來一個線程嘗試一兩次也拿到了鎖，再去執行，不會讓一個線程等待很久。

重量級鎖

如果到了重量級鎖，那就沒啥說的了，如果有線程持有鎖，其他想拿鎖的就掛起,等待鎖釋放后被依次喚醒。

鎖粗化&鎖消除

鎖粗化/鎖膨脹

鎖膨脹是編譯Java文件的時候，JIT幫我們做的優化，它會減少鎖的獲取和釋放次數。 比如：

while(){
   synchronized(){
      // 多次的獲取和釋放，成本太高，會被優化為下面這種
   }
}
synchronized(){
   while(){
       //  拿到鎖后執行循環，只加鎖和釋放一次
   }
}

鎖消除

鎖消除則是在一個加鎖的同步代碼塊中，沒有任何共享資源，也不存在鎖競爭的情況，JIT編譯時，就直接將鎖的指令優化掉。 比如

synchronized(){
   int a = 1;
   a++;
   //操作局部變量的邏輯
}

以上就是關于“Java中synchronized鎖升級的方法是什么”這篇文章的內容，相信大家都有了一定的了解，希望小編分享的內容對大家有幫助，若想了解更多相關的知識內容，請關注億速云行業資訊頻道。