多线程安全——synchronized锁升级

最新推荐文章于 2025-11-01 09:00:00 发布

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#Java #多线程 #thread #线程安全 #synchronized

本文详细介绍了Java中synchronized的优化机制，包括无锁、偏向锁、轻量级锁和重量级锁四种状态，以及它们的加锁、解锁过程。在锁竞争不激烈的情况下，synchronized通过偏向锁和轻量级锁提高了性能，当锁竞争加剧时会升级为重量级锁。

锁的状态

在Java早期版本中，synchronized属于重量级锁，效率低下，因为监视器锁（monitor）是依赖于底层的操作系统的Mutex Lock来实现的，需要调用操作系统相关接口。而操作系统实现线程之间的切换时需要从用户态转换到内核态，有可能给线程加锁消耗的时间比有用操作消耗的时间更多。

Java1.6后对synchronized 进行了很多的优化，有适应自旋、锁消除、锁粗化、轻量级锁及偏向锁等，效率有了本质上的提高。在之后推出的 Java1.7 与 1.8 中，均对该关键字的实现机理做了优化。引入了偏向锁和轻量级锁。都是在对象头中有标记位，不需要经过操作系统加锁。

锁	优点	缺点	适用场景
偏向锁	加锁和解锁不需要额外的消耗，和执行非同步方法比仅存在纳秒级的差距。	如果线程间存在锁竞争，会带来额外的锁撤销的消耗。	适用于只有一个线程访问同步块场景。
轻量级锁	竞争的线程不会阻塞，提高了程序的响应速度。	如果始终得不到锁竞争的线程使用自旋会消耗CPU。	追求响应时间。同步块执行速度非常快。
重量级锁	线程竞争不使用自旋，不会消耗CPU。	线程阻塞，响应时间缓慢。	追求吞吐量。同步块执行速度较长。