锁优化

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摘要

1. 为什么需要锁优化
2. 锁的状态
3. 偏向锁
4. 轻量级锁
5. 锁升级
6. 锁消除

1. 为什么需要锁优化

synchronized Lock在JDK1.6之前效率低下，原因我们已经在悲观锁中讲述过了，因此为了提高锁的效率，JVM对其进行了优化。

2. 锁的状态

锁优化的过程也是锁状态变更的过程，锁的状态目前有以下几种：

• 无状态锁
• 偏向锁
• 轻量级锁
• 重量级锁

锁的状态是如何标记的，这就需要借助Java对象在内存中的存储格式。Java对象在虚拟机中大致分为三部分：

• 对象头
• 实例数据
• 对齐填充

对象头中存储对象自身运行时的数据（Mark Word）以及类型指针，而锁的状态则保存在Mark Word中。 由于锁状态的不同，Mark Word也会不相同。各种锁状态下的Mark Word(32位 JVM)如下：

3. 偏向锁

如果一个线程获得了锁，那么锁就进入偏向模式，此时对象的Mark Word也会进入偏向锁模式，当该线程再次请求锁无需执行获取锁操作，省去了大量获取锁的时间。对于竞争不激烈的场合偏向锁的提升效果还是很明显的，但是竞争激烈的场合建议关闭偏向锁，可以使用-XX:-UseBiasedLocking此参数关闭偏向锁。

偏向锁的锁定和撤销的简要步骤如下：

4. 轻量级锁

当偏向锁失败时，虚拟机不会立即挂起线程。它会将对象头部作为指针，指向持有锁的线程堆栈内部，来判断一个线程是否持有对象锁。如果成功，则可以进入临界区，失败以后会膨胀为重量级锁，但是膨胀后，虚拟机还会做最后一次努力优化，那就是自旋锁。

轻量级锁膨胀重量级锁的简要步骤如下：

5. 自旋锁

由于当前线程暂时无法获得锁，但何时获取也是未知的。有可能在几个CPU时钟周期后便可得到锁，此时虚拟机或进行一次赌注，会让当前线程做几个空循环，在经过若干次循环后如果可以得到锁便进入临界区，如果不能获得锁，则将线程真正从操作系统层面挂起。

6. 锁升级

锁只能升级不能降级，锁升级的详细步骤如下：

7. 锁消除

锁消除是JVM运行时通过JIT编译来发现不可能存在共享资源竞争的锁，然后将其消除（消除的关键是要借助逃逸分析），节省无意义的请求时间。

本期的Java锁优化就介绍到这，我是shysh95，我们下期再见！