synchronized锁升级过程
时间: 2023-03-25 14:01:50 浏览: 61
synchronized锁升级过程是指在Java虚拟机中，当多个线程同时访问同一个对象的同步代码块时，会使用synchronized关键字来保证线程安全。在锁升级过程中，synchronized锁会从无锁状态升级为偏向锁、轻量级锁、重量级锁等级别，以提高并发性能和减少锁竞争的开销。具体的升级过程和实现细节可以参考Java虚拟机规范和相关的技术文档。
相关问题
synchronized 锁升级过程
`synchronized`关键字在Java中用于控制对共享资源的访问，以防止多线程并发时可能出现的数据竞争。锁升级（Lock Promotion）是指当一个线程获取到的是轻量级锁（lightweight lock），而后续执行过程中发现满足条件，会将锁转换为更高效的形式，通常是重量级锁（ heavyweight lock）或偏向锁（biased lock）。这个过程通常发生在以下几个场景：
1. 轻量级锁：对于第一个锁定对象的线程，如果它没有被其他线程阻塞，并且当前堆栈帧中有足够空间存储锁对象的状态信息，那么会创建一个轻量级锁。
2. 偏向锁：如果线程A已经持有对象的偏向锁，然后线程B尝试获取该对象的同步权限，线程A继续持有偏向锁，直到线程B进入临界区并加锁成功。
3. 锁升级：当一个线程拥有偏向锁或者轻量级锁，其他线程需要获取同步权限时，如果当前锁状态满足一定的条件（比如线程A持有偏向锁并且没有其他线程等待），JVM会选择锁升级。这可能导致锁从偏向锁或轻量级锁升级为重量级锁，使得所有后续试图获取锁的线程都需要进行一次全局的锁定操作。
锁升级的过程相对较少见，因为偏向锁和轻量级锁的设计是为了提高锁的效率，只有在特定条件下才会发生。当线程间的交互增加，或者系统负载较高时，这种升级才可能发生。
synchronized锁升级过程?
### Java 中 synchronized 锁的升级机制及过程
#### 偏向锁 (Biased Locking)
当一个线程访问同步块并获取锁时，JVM会标记此对象为偏向该线程的对象。如果后续由同一个线程再次访问这个同步块，则无需重新加锁和解锁操作，只需简单地验证当前线程是否仍然拥有偏向锁即可[^1]。这种机制减少了频繁进入退出同步块所带来的性能开销。
#### 轻量级锁 (Lightweight Locking)
一旦有第二个线程尝试访问被第一个线程持有的锁时，就会触发轻量级锁模式。在此阶段，JVM不会立即将锁降级为重量级锁；而是采用一种称为自旋的方式让后来的竞争者循环等待直到原持有者释放锁为止[^2]。这种方式适用于那些锁定时间很短的情况，因为避免了操作系统层面昂贵的上下文切换成本。
#### 自旋锁 (Spin Lock)
作为轻量级锁的一部分，自旋锁是一种忙等待技术，即在一定次数内不断重试以期获得所需的资源而不停留在队列里排队等候调度器安排执行机会[^3]。对于大多数应用来说，默认情况下只有短暂时间段内的争用才会启用自旋策略，超过设定阈值则转为传统阻塞方式处理请求。
#### 重量级锁 (Heavyweight Locking)
最终，在高并发环境下或者长时间占用锁的情况下，synchronized 将退化成基于操作系统互斥量（mutex lock）实现的传统重量级锁形式。此时涉及到用户态与核心态之间的转换以及可能伴随而来的时间片分配等问题，因此其代价相对较高[^4]。
综上所述，`synchronized` 的锁升级路径大致遵循如下顺序：**偏向锁 -> 轻量级锁(含自旋锁) -> 重量级锁**。每一步骤都旨在适应特定条件下的最优解决方案，从而达到既保障数据一致性又兼顾效率的目的。
```java
public class SynchronizationExample {
private final Object monitor = new Object();
public void methodA() {
synchronized(monitor){
System.out.println("Executing Method A");
}
}
public static void main(String[] args) throws InterruptedException{
SynchronizationExample example=new SynchronizationExample();
Thread t1= new Thread(()->{example.methodA();});
Thread t2= new Thread(()->{example.methodA();});
t1.start();t2.start();
t1.join();t2.join();
}
}
```
上面展示了一个简单的例子来演示两个线程如何竞争同一把监视器上的锁，并经历潜在的不同类型的锁状态变化。
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