Java synchronized锁升级

偏向锁、轻量级锁和重量级锁是Java中synchronized关键字的三种锁状态，用于优化多线程环境下的性能。以下是它们的简要说明：

1. 偏向锁（Biased Locking）

• 目的：减少无竞争时的锁开销。
• 适用场景：只有一个线程访问同步代码块。
• 机制：
  • 首次获取锁时，JVM将锁偏向该线程，后续无需同步操作。
  • 若有其他线程竞争，偏向锁会升级为轻量级锁。
• 优点：无竞争时性能最佳。

2. 轻量级锁（Lightweight Locking）

• 目的：减少多线程轻度竞争时的锁开销。
• 适用场景：多个线程交替访问同步代码块，竞争不激烈。
• 机制：
  • 通过CAS操作尝试获取锁，成功则继续执行。
  • 失败则自旋等待，若自旋失败，锁升级为重量级锁。
• 优点：竞争不激烈时性能较好。

3. 重量级锁（Heavyweight Locking）

• 目的：处理高竞争情况。
• 适用场景：多个线程激烈竞争同一锁。
• 机制：
  • 未获取锁的线程会被阻塞，进入等待队列，直到锁释放后被唤醒。
  • 依赖操作系统互斥量（Mutex），开销较大。
• 优点：高竞争下仍能保证线程安全。

4. 锁升级过程

• 无锁 → 偏向锁 → 轻量级锁 → 重量级锁
• JVM根据竞争情况动态调整锁状态，以平衡性能和安全性。

5. 总结

• 偏向锁：无竞争时性能最佳。
• 轻量级锁：轻度竞争时性能较好。
• 重量级锁：高竞争时确保线程安全，但开销较大。

理解这些锁状态有助于优化多线程程序的性能。