java轻量级锁与重量级锁区别

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Java轻量级锁与重量级锁区别

在并发编程中，锁是一种重要的同步机制，用于保护共享资源的访问。Java提供了多种锁机制，其中包括轻量级锁和重量级锁。本文将详细介绍Java轻量级锁与重量级锁的区别，并通过代码示例进行演示。

轻量级锁

轻量级锁是为了解决在无竞争情况下的锁操作的性能问题而引入的。当一个线程访问同步块时，如果没有竞争，JVM会将对象头中的标记位设为轻量级锁（01）。此时，JVM会将当前线程的线程ID记录在对象头中，并将对象头的内容复制到当前线程的栈帧中。这样，当线程再次进入同步块时，只需要比较对象头中的线程ID与当前线程ID是否一致即可判断是否获取锁，无需使用互斥操作。

当发生轻量级锁的竞争时，JVM会升级为重量级锁。轻量级锁的竞争主要发生在两种情况下：第一种是多个线程同时访问同一个对象的同步块；第二种是一个线程在等待锁的时候，另一个线程已经获取该锁。

下面是一个使用轻量级锁的代码示例：

public class LightweightLockExample {
    private static int count = 0;
    private static final Object lock = new Object();

    public static void main(String[] args) {
        Runnable runnable = () -> {
            synchronized (lock) {
                for (int i = 0; i < 10000; i++) {
                    count++;
                }
            }
        };

        Thread thread1 = new Thread(runnable);
        Thread thread2 = new Thread(runnable);

        thread1.start();
        thread2.start();

        try {
            thread1.join();
            thread2.join();
        } catch (InterruptedException e) {
            e.printStackTrace();
        }

        System.out.println("Count: " + count);
    }
}

在上述代码中，count是一个共享资源，lock是用于同步的对象。线程在执行同步块时，会通过轻量级锁进行同步，避免了互斥操作，提高了性能。

重量级锁

重量级锁是JVM中最基本的锁实现方式。当发生轻量级锁竞争失败时，JVM会升级为重量级锁。重量级锁使用互斥操作来保证同一时间只有一个线程能够获取到锁。

下面是一个使用重量级锁的代码示例：

public class HeavyweightLockExample {
    private static int count = 0;
    private static final Object lock = new Object();

    public static void main(String[] args) {
        Runnable runnable = () -> {
            synchronized (lock) {
                for (int i = 0; i < 10000; i++) {
                    count++;
                }
            }
        };

        Thread thread1 = new Thread(runnable);
        Thread thread2 = new Thread(runnable);

        thread1.start();
        thread2.start();

        try {
            thread1.join();
            thread2.join();
        } catch (InterruptedException e) {
            e.printStackTrace();
        }

        System.out.println("Count: " + count);
    }
}

在上述代码中，使用了重量级锁来保护count的访问。在每个线程执行同步块期间，其他线程将被阻塞，直到当前线程释放锁。