Java并发编程(三) : synchronized底层原理、优化Monitor重量级锁、轻量级锁、自旋锁(优化重量级锁竞争)、偏向锁

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分类专栏： Java并发编程 文章标签： synchronized Monitor 偏向锁
于 2021-01-02 19:05:46 首次发布
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本文深入探讨了Java中的synchronized关键字，包括Monitor概念、对象头结构、重量级锁、轻量级锁、自旋锁以及偏向锁的工作原理。详细解释了锁的状态转换过程，如如何从偏向锁升级到重量级锁，并介绍了自旋锁在优化锁竞争中的作用。此外，还讨论了如何通过JVM参数调整来禁用或启用偏向锁，以及锁消除等优化策略。

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文章目录

参考:synchronized 原理、使用、锁升级过程，写到我要吐血了

一、 Monitor 概念

0、 Java 对象头 (重点)

对象头包含两部分：运行时元数据（Mark Word）和类型指针 (Klass Word)

  1. 运行时元数据 (Mark Word)
    • 哈希值（HashCode），可以看作是堆中对象的地址
    • GC分代年龄（年龄计数器）, 阈值15, 超过晋升老年代
    • 锁状态标志 —> 区分是什么锁, 轻量级锁还是重量级锁或者是偏向锁
    • 线程持有的锁
    • 线程ID —> 如果对象被锁定, 这里指的是持有对象锁的线程ID
    • 偏向时间戳
    • 数组长度 (数组对象才有)
  2. <
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java多线程——synchronized的偏向锁、轻量级锁和重量级锁
oopxiajun博客专栏
11-25 1071
偏向锁：适用于只有一个线程访问同步块的场景，通过存储锁偏向的线程ID来优化性能。轻量级锁：适用于多线程竞争不激烈的情况，通过CAS机制和自旋操作来竞争锁。重量级锁：适用于多线程竞争激烈的情况，通过监视器来保证线程同步，但会导致较大的性能损耗。
java并发编程之Monitor、无锁、偏向锁、轻量级锁和重量级锁
weixin_45803046的博客
06-22 1444
一、Monitor 在理解monitor之前，先来了解一下Java对象头： 对象头 对象头是java中对象都具有的属性，是jvm在编译和运行阶段读取的信息。对象头包含三个部分： mark word 指针向类的指针 数组的长度（只有数组的对象用到） 以32位虚拟机为例： 1.概念 Monitor 被翻译为监视器或管程，可以理解为一个同步工具或一种同步机制，通常被描述为一个对象。每一个Java对象就有一把看不见的锁(C语言实现)，称为内部锁或者Monitor锁。如果使用 synchronized
Java synchronize底层实现原理及优化
08-19
主要介绍了Java synchronize底层实现原理及优化,文中通过示例代码介绍的非常详细，对大家的学习或者工作具有一定的参考学习价值,需要的朋友可以参考下
重学Java——Synchronized底层实现原理
weixin_34236497的博客
06-10 296
深入Synchronized底层原理 对于synchronized大家应该都很熟悉，主要作用是在多线程并发时，保证线程访问共享数据时的线程安全。 它的作用有三点： 确保线程互斥的访问同步代码 保证共享为师的修改及时可见 有效解决指令重排（synchronized同步中的代码，JVM不会轻易优化重排序） Synchronized使用 它的用法主要是从两个维度上来区分： 根据修饰对象的分类 修...
JAVA中synchronized重量级锁加锁和释放锁的机制
最新发布
xiaowangbadan0_0的博客
03-25 660
在 Java 中，当 synchronized 升级为 ‌重量级锁（Heavyweight Lock）‌ 时，其加锁和释放锁的底层机制基于 ‌Monitor 对象‌ 和 ‌操作系统互斥量（Mutex Lock）‌，涉及用户态到内核态的切换，性能开销较大
java Synchronized的底层原理
weixin_45502048的博客
02-07 482
CAS操作 AtomicInteger类中的所有原子性方法调用了sun.misc.Unsafe 类中的方法 Unsafe类中的方法通过自旋CAS实现，调用 native方法compareAndSwapInt compareAndSwapInt作为native方法，由hotspot虚拟机的C++源码实现，最后到汇编码是一条 LOCK_IF_MP cmpxchg 指令，若为多核处理器则加锁，保障原子性 java对象的内存布局 通过JOL观察对象的内存布局 Obje
多线程-synchronized实现原理分析
寒武没有纪
05-15 551
作者：EnjoyMoving，转自：https://zhuanlan.zhihu.com/p/29866981 锁的内存语义 synchronized的底层是使用操作系统的mutex lock实现的。 内存可见性：同步快的可见性是由“如果对一个变量执行lock操作，将会清空工作内存中此变量的值，在执行引擎使用这个变量前需要重新执行load或assign操作初始化变量的值”、“对一个变量执行...
Java中Sychronized底层原理一站式讲解
xsj5211314的博客
06-08 1763
本文讲解sychronized的底层原理，包括java的ObjectMonitor，对象头的Mark Word，偏向锁，轻量级锁，重量级锁和自旋锁，以及最重要的互斥锁的膨胀和其底层原理。
java 偏向锁、轻量级锁及重量级锁synchronized原理.docx
06-21
总的来说，Java的`synchronized`通过对象头的Mark Word和Monitor对象实现了线程安全的同步机制，同时引入了偏向锁、轻量级锁和自旋锁等优化手段，以平衡性能和线程安全性。理解这些锁的工作原理对于编写高性能的并发...
12.synchronized的锁重入、锁消除、锁升级原理？无锁、偏向锁、轻量级锁、自旋、重量级锁
chenzengnian123的博客
01-25 3675
什么是偏向锁？什么是轻量级锁？什么是锁自旋？什么是重量级锁？synchronized是怎么从偏向锁、轻量级锁、自旋、重量级锁一步步升级的？
Java并发编程-synchronized底层原理
Java硬件工程师的博客
02-04 2549
synchronized底层原理与Monitor密切相关 1.Java对象头 以 32 位虚拟机为例 普通对象 对象的类型，如Student类型，Teacher类型等是由KlassWord来表示的，它是一个指针，指向了对象所从属的Class。即找到类。 其中 Mark Word 结构为 其中，age表示垃圾回收时的分代年龄，具体可见分代收集算法。年龄超过一定岁数就从幸存区调入到老年代。最后两位，biased_lock和01表示偏向锁和加锁状态。其它表示在不同状态下每一位所代表的含义。Normal状态表示
java 底层面试_讲一下 synchronized 关键字的底层原理 ？
weixin_42510768的博客
02-27 217
synchronized 关键字底层原理属于 JVM 层面。**① synchronized 同步语句块的情况public class SynchronizedDemo {public void method() {synchronized (this) {System.out.println("synchronized 代码块");}}}通过 JDK 自带的 javap 命令查看 Synchro...
深入java synchronized底层原理
s674334235的专栏
10-14 597
深入java synchronized底层原理 一、概述 java synchronized关键字是高并发下实现同步代码的有效手段，一般有三种写法： 1.synchronized (A.class) {} 2.synchronized (this) {} 3.synchronized (object) {} 它们分别是把class、类的实例、一个Java对象作为锁。 由于在java中，class实...
java synchronized原理,浅说Synchronized的底层实现原理
weixin_33602738的博客
03-20 284
一、前言synchronized关键字用来保证在同一时刻只有一个线程可以执行被它修饰的变量或者代码块。这一篇中，只涉及synchronized的底层实现原理，不涉及对synchronized效率以及如何优化的讨论。二、使用方式(1)给静态方法加锁publicclassMain{publicstaticsynchronizedvoidstaticSynPrint(Stringstr){S...
Java程序员必会Synchronized底层原理剖析
Huangjiazhen711的博客
10-05 410
synchronized作为Java程序员最常用同步工具，很多人却对它的用法和实现原理一知半解，以至于还有不少人认为synchronized是重量级锁，性能较差，尽量少用。但不可否认的是synchronized依然是并发首选工具，连volatile、CAS、ReentrantLock都无法动摇synchronized的地位。synchronized是工作面试中的必备技能，今天就跟着一灯一块深入剖析synchronized的底层原理。
Java 的 synchronized 底层原理
欢迎来到空说的博客
02-15 1109
如果该对象的锁计数器为 0 ，则尚未被其他线程持有，则当前线程可以成功获取锁，计数器+1，从而实现可重入性，并继续执行同步代码块。偏向锁: 当一个线程第一次获取锁时，JVM 会将该线程标记为“ 偏向 ”状态，后续若该线程再获取该锁，无需进行额外同步过程。释放锁时同理，可重入锁的，每一次退出方法，就会将status减1，直至status的值为0，最后释放该锁。重量级锁: 当 CAS 失败无法获取锁，锁会升级为重量级锁，线程会被挂起，直到锁被释放。如果锁已被其他线程持有，则当前线程将会被阻塞，直到锁被释放。
讲一下Java中Synchronized关键字底层原理
QQ1817117243的博客
01-17 377
关键字是用于实现线程安全的一种机制。
synchronized的底层实现
程序员世杰
01-17 1442
一、概念 作用 确保线程互斥的访问同步代码 保证共享变量的修改能够及时可见 有效解决重排序问题 2.使用场景 修饰代码块 修饰方法（普通方法和静态方法） 3.可重入锁和不可重入锁 重入锁：如果某个线程试图获取一个已经由他自己持有的锁，这个请求可以成功，那么此时的锁就是可重入锁 不可重入锁：当前线程执行某个方法已经获取了该锁，那么在方法中尝试再次获取锁时，就会获取不到被阻塞。 不可重入锁...
Java中Synchronized底层实现
dongbeiou的专栏
09-21 253
关于synchronized的底层实现，网上有很多文章了。但是很多文章要么作者根本没看代码，仅仅是根据网上其他文章总结、照搬而成，难免有些错误；要么很多点都是一笔带过，对于为什么这样实现没有一个说法，让像我这样的读者意犹未尽。 本系列文章将对HotSpot的synchronized锁实现进行全面分析，内容包括偏向锁、轻量级锁、重量级锁的加锁、解锁、锁升级流程的原理及源码分析，希望给在研究synchronized路上的同学一些帮助。 大概花费了两周的实现看代码（花费了这么久时间有些忏愧，主要是对C++、J
Java SE1.6中的锁优化机制：偏向锁与轻量级锁
随着Java虚拟机（JVM）的不断优化，对Synchronized关键字的实现进行了改进，引入了偏向锁和轻量级锁的概念，以此来减少线程间的竞争，从而提高了获得锁和释放锁的效率。这两种锁的实现都依赖于Java对象头中的Mark ...
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