synchronized锁的升级过程

为了提升锁的性能，尤其是在高并发环境下，Java 虚拟机 (JVM) 引入了锁的优化机制，包括锁的升级过程。锁的升级主要包括以下几个阶段： 偏向锁、 轻量级锁和 重量级锁。

偏向锁

偏向锁是为了优化单线程执行的场景。

当锁第一次被一个线程获取时，将该线程 ID 记录在锁对象头中。

如果该线程再次进入同步块，只需要简单地判断锁对象头的线程 ID 是否与当前线程 ID 相同即可，即可无需再进行同步操作，从而减少开销。

public class BiasedLockingExample {
    private static Object lock = new Object();

    public static void main(String[] args) {
        synchronized (lock) {
            // critical section
        }
    }
}

在偏向锁状态下，持有该锁的线程释放锁时，锁当前的状态还是偏向锁。

轻量级锁

当偏向锁被其他线程竞争时，升级为轻量级锁，使用CAS操作进行锁竞争。

public class LightweightLockingExample {
    private static Object lock = new Object();

    public static void main(String[] args) {
        Thread t1 = new Thread(() -> {
            synchronized (lock) {
                // critical section
            }
        });

        Thread t2 = new Thread(() -> {
            synchronized (lock) {
                // critical section
            }
        });

        t1.start();
        t2.start();
    }
}

重量级锁

当轻量级锁的 CAS 操作失败次数达到一定阈值，锁将进一步升级为重量级锁。

此时，失败线程将会被阻塞，进入操作系统的阻塞队列。

锁的升级路径

无锁 -> 偏向锁：锁第一次被一个线程获取，锁对象头中记录该线程 ID。

偏向锁 -> 轻量级锁：当其他线程尝试获取已经偏向的锁时，锁对象升级为轻量级锁，使用 CAS 操作进行锁竞争。

轻量级锁 -> 重量级锁：当CAS失败次数达到一定阈值时，锁对象会升级为重量级锁，失败线程进入阻塞队列等待唤醒。

锁的撤离

可以通过 JVM 参数 -XX:-UseBiasedLocking 来关闭偏向锁，以强制直接使用轻量级锁和重量级锁机制。

原文地址：https://blog.csdn.net/weixin_44147535/article/details/142440194

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