JAVA 轻量锁转变为偏向锁的实现
导言
在Java中，锁是一种用于同步访问共享资源的机制。为了提高并发性能，Java引入了轻量级锁和偏向锁的概念。轻量级锁是一种比传统的重量级锁更高效的锁实现，而偏向锁则是在没有竞争的情况下进一步提高了锁性能。
这篇文章将介绍如何将Java的轻量级锁转变为偏向锁的实现过程，并给出相应的示例代码。为了更好地理解这个过程，我们将使用表格、序列图和旅行图的形式展示。
整体流程
下面的表格展示了将轻量级锁转变为偏向锁的整个流程。具体来说，流程包括三个步骤：无锁状态、轻量级锁状态和偏向锁状态。
| 步骤 | 描述 |
|---|---|
| 无锁状态 | 对象没有被线程锁定，可以被任意线程访问和修改。 |
| 轻量级锁状态 | 在第一个线程尝试锁定对象时，会将对象的标记设为轻量级锁，此时其他线程仍然可以自由访问和修改对象。 |
| 偏向锁状态 | 如果在轻量级锁状态下，没有其他线程争用锁，那么该对象会进一步转变为偏向锁状态，此时只有持有偏向锁的线程才能访问和修改对象。 |
详细步骤与代码示例
1. 无锁状态
在无锁状态下，对象没有被线程锁定，可以被任意线程访问和修改。
public class UnlockedExample {
private int count;
public void increment() {
count++;
}
}
2. 轻量级锁状态
当第一个线程尝试锁定对象时，会将对象的标记设为轻量级锁，此时其他线程仍然可以自由访问和修改对象。
public class LightweightLockExample {
private int count;
private volatile int lock;
public void increment() {
if (lock == 0 && cas(lock, 0, Thread.currentThread().getId())) {
// 轻量级锁状态
try {
count++;
} finally {
lock = 0;
}
} else {
// 线程竞争，升级为重量级锁
synchronized (this) {
count++;
}
}
}
private boolean cas(int expect, int update, long threadId) {
// 使用CAS操作更新lock字段
// 如果期望值expect和当前lock字段值相等，则更新为update，并返回true；否则返回false。
}
}
3. 偏向锁状态
如果在轻量级锁状态下，没有其他线程争用锁，那么该对象会进一步转变为偏向锁状态，此时只有持有偏向锁的线程才能访问和修改对象。
public class BiasedLockExample {
private int count;
private volatile int lock;
public void increment() {
if (lock == 0 && cas(lock, 0, Thread.currentThread().getId())) {
// 轻量级锁状态
try {
count++;
} finally {
// 将轻量级锁转化为偏向锁
LockSupport.parkNanos(1000);
lock = 1;
}
} else {
// 线程竞争，升级为重量级锁
synchronized (this) {
count++;
}
}
}
private boolean cas(int expect, int update, long threadId) {
// 使用CAS操作更新lock字段
// 如果期望值expect和当前lock字段值相等，则更新为update，并返回true；否则返回false。
}
}
上述代码中，我们使用了LockSupport.parkNanos(1000)来模拟线程暂停，以便在
