从JDK1.6版本之后,synchronized本身也在不断优化锁的机制,有些情况下他并不会是⼀个很重量级的锁了。优化机制包括⾃适应锁、⾃旋锁、锁消除、锁粗化、轻量级锁和偏向锁。
锁的状态从低到⾼依次为⽆锁->偏向锁->轻量级锁->重量级锁,升级的过程就是从低到⾼,降级在⼀定条件也是有可能发⽣的。
⾃旋锁:由于⼤部分时候,锁被占⽤的时间很短,共享变量的锁定时间也很短,所有没有必要挂起线程,⽤户态和内核态的来回上下⽂切换严重影响性能。⾃旋的概念就是让线程执⾏⼀个忙循环,可以理解为就是啥也不⼲,防⽌从⽤户态转⼊内核态,⾃旋锁可以通过设置-XX:+UseSpining来开启,⾃旋的默认次数是10次,可以使⽤-XX:PreBlockSpin设置。
⾃适应锁:⾃适应锁就是⾃适应的⾃旋锁,⾃旋的时间不是固定时间,⽽是由前⼀次在同⼀个锁上的⾃旋时间和锁的持有者状态来决定。
锁消除:锁消除指的是JVM检测到⼀些同步的代码块,完全不存在数据竞争的场景,也就是不需要加锁,就会进⾏锁消除。
锁粗化:锁粗化指的是有很多操作都是对同⼀个对象进⾏加锁,就会把锁的同步范围扩展到整个操作序列之外。
偏向锁:当线程访问同步块获取锁时,会在对象头和栈帧中的锁记录⾥存储偏向锁的线程ID,之后这个线程再次进⼊同步块时都不需要CAS来加锁和解锁了,偏向锁会永远偏向第⼀个获得锁的线程,如果后续没有其他线程获得过这个锁,持有锁的线程就永远不需要进⾏同步,反之,当有其他线程竞争偏向锁时,持有偏向锁的线程就会释放偏向锁。可以⽤过设置-XX:+UseBiasedLocking开启偏向锁。
轻量级锁:JVM的对象的对象头中包含有⼀些锁的标志位,代码进⼊同步块的时候,JVM将会使⽤CAS⽅
式来尝试获取锁,如果更新成功则会把对象头中的状态位标记为轻量级锁,如果更新失败,当前线程就
尝试⾃旋来获得锁。
整个锁升级的过程⾮常复杂,我尽⼒去除⼀些⽆⽤的环节,简单来描述整个升级的机制。
简单点说,偏向锁就是通过对象头的偏向线程ID来对⽐,甚⾄都不需要CAS了,⽽轻量级锁主要就是通
过CAS修改对象头锁记录和⾃旋来实现,重量级锁则是除了拥有锁的线程其他全部阻塞。