Java synchronized锁升级过程简述（面试可用）

最新推荐文章于 2025-06-21 10:02:35 发布
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分类专栏： JAVA基础篇 文章标签： 多线程 java 并发编程 synchronized
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本文链接：https://blog.youkuaiyun.com/memory_cood/article/details/116293609
本文详细介绍了Java锁的升级过程，从无锁到偏向锁、轻量级锁、锁自旋，直至最后的重量级锁。偏向锁适用于单线程场景，轻量级锁在多线程竞争时介入，锁自旋避免线程被阻塞，而当自旋失败则升级为重量级锁。理解这些机制有助于优化多线程程序的性能。

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java 锁升级流程

Synchronized 的锁升级流程是这样：无锁 ----> 偏向锁 ----> 轻量级锁----> 锁自旋 ----> 重量级锁

在这里插入图片描述

偏向锁

偏向锁，简单的讲，就是在锁对象的对象头中有个ThreaddId字段, 这个字段如果是空的，第一次获取锁的时候，就将自身的ThreadId写入到锁的ThreadId字内，将锁头内的是否偏向锁的状态位置1.这样下次获取锁的时候，直接检查ThreadId是否和自身线程Id一致，如果一致，则认为当前线程已经获取了锁，因此不需再次获取锁，略过了轻量级锁和重量级锁的加锁阶段。提高了效率。（摘抄的哈哈）

轻量级锁

轻量级锁，偏向锁是单线程下的锁优化，这个就说多线程下的锁优化了，当有多个 线程竞争同一个临界资源，这个时候偏向锁就会被撤（这个步骤也是十分消耗资源的），然后升级为轻量级锁，这个也是一个基于CAS的乐观锁。

锁自旋

锁自旋，什么是锁自旋呢，很简单就是线程自己做一些无用功，避免线程被挂起阻塞 ，它自己在哪里做一些空任务，然后去竞争锁，避免被挂起阻塞（阻塞和唤醒是又是十分消耗性能的行为，这边涉及到用户态和核心态的操作系统问题，一般我们操作的都是用户态，但是线程的挂起阻塞是需要从用户态切换到核心态，同样，线程唤醒也一样，这个步骤会造成巨大的性能消耗，能避免尽量避免）。当然，锁自旋也是会消耗一定的CPU的

重量级锁

重量级锁，也就是再一次的锁升级。这个时候线程就是进行锁自旋也不到锁，因为锁自旋也是需要消耗一定资源的，所以它不可能一直自旋自旋失败了，那么就进行锁膨胀，升级为重量级锁。

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（面经总结）一篇文章带你整理面试过程中关于锁升级的过程
南淮北安的博客
05-06 416
文章目录一、对象头二、重量级锁三、轻量级锁四、偏向锁五、自旋锁六、锁的升级 一、对象头 在HotSpot虚拟机里，对象在堆内存中的存储布局可以划分为三个部分：对象头（Header）、实例数据（Instance Data）和对齐填充（Padding） 实例数据和对其填充与synchronized无关，实例数据存放类的属性数据信息，java代码中能看到的属性和他们的值。 对其填充不是必须部分，由于虚拟机要求对象起始地址必须是8字节的整数倍，对齐填充仅仅是为了使字节对齐。 对象头是我们需要关注的重点，它是sync
synchronized锁升级的过程
Gavin
10-10 253
偏向锁 为什么要有偏向锁呢？偏向锁主要用来优化同一线程多次申请同一个锁的竞争。可能大部分时间一个锁都是被一个线程持有和竞争。假如一个锁被线程 A 持有，后释放；接下来又被线程 A 持有、释放……如果使用 monitor，则每次都会发生用户态和内核态的切换，性能低下。 作用：当一个线程再次访问这个同步代码或方法时，该线程只需去对象头的 Mark Word 判断是否有偏向锁指向它的 ID，无需再进入 Monitor 去竞争对象了。当对象被当做同步锁并有一个线程抢到了锁时，锁标志位还是 01，“是否偏向锁”..
聊聊Java中的锁升级过程——无锁＞偏向锁＞轻量级锁＞重量级锁
m0_46995061的博客
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聊聊Java中的锁升级过程——无锁>偏向锁>轻量级锁>重量级锁
Java 锁机制 synchronized
weixin_33963594的博客
07-14 129
转载请标明出处：http://blog.youkuaiyun.com/zhaoyanjun6/article/details/75126630 本文出自【赵彦军的博客】 1、前言 在多线程并发编程中Synchronized一直是元老级角色，很多人都会称呼它为重量级锁，但是随着Java SE1.6对Synchronized进行...
Java中的锁升级过程
最新发布
moonNife的专栏
06-21 840
Java锁升级机制是JVM对synchronized的优化策略，通过无锁→偏向锁→轻量级锁→重量级锁的不可逆升级路径，动态适应不同竞争强度。偏向锁优化单线程重复访问，轻量级锁通过CAS自旋应对低竞争，重量级锁则处理高竞争场景。开发中需合理设计同步块，减少临界区长度，并监控锁状态。该机制在保证线程安全的同时最大化性能，但需注意偏向锁延迟启用和重量级锁不可降级等特性。理解锁升级有助于定位并发瓶颈和优化同步策略。
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JAVA虚拟机堆synchronized的优化 对象头与monitor MarkWord区 是存在在JAVA对象头中的一个区域大小为8字节 里面包含了 1.锁信息 2.GC信息 3.HashCode(如果有调用) public class Demo1 { public static void main(String[] args) throws IOException { Object o = new Object(); System.out.println(Clas
Java锁升级过程
summer_fish的专栏
09-11 749
Java锁升级过程Java对象头二、锁种类三、具体过程 Java对象头 synchronized用的锁存在Java对象头里，Java对象头里的Mark Word默认存储对象的HashCode、分代年龄和锁标记位。在运行期间，Mark Word里存储的数据会随着锁标志位的变化而变化。32位JVM的Mark Word可能变化存储为以下5种数据： 锁一共有四种状态，级别从低到高依次是：无锁状态、偏向锁状态、轻量级锁状态和重量级锁状态，这几个状态随着竞争情况逐渐升级。为了提高获得锁和释放锁的效率，锁可以升级但不能
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锁升级顺序 偏向锁 轻量级锁 自旋锁 重量级锁 偏向锁 如果一个线程获得了锁，再次请求的时候就不需要再去获取锁。如果发现有其他线程来获取这个锁，就升级为轻量级锁。 理论基础： 在大多数情况下，锁不仅不存在多线程竞争，而且总是由同一线程多次获得，因此为了减少同一线程获取锁的代价而引入偏向锁。 轻量级锁 通过使用CAS来获取锁，如果CAS失败就升级为自旋锁。 相关链接：JAVA轻量级锁简介 理...
java synchronized锁升级过程
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synchronized在jdk1.6之前，一直都是重量级锁。为什么称之为重量级锁呢，主要是因为锁的资源是通过操作系统去申请，所以比较重量级。 在jdk1.6之后，jvm对synchronized进行了升级，对锁的粒度进行了细化，分为无锁，偏向锁，轻量级锁，重量级锁。性能得到了很大的提升。 锁升级的过程是怎样的呢？ 主要一开始是无锁的状态，如果偏向锁未启动，当有其他线程竞争时，会升级为轻量级锁，如果偏向锁启动，则会升级为偏向锁，如果竞争激烈则会从偏向锁升级为重量级锁，如果不激烈则有偏向锁升级为轻量级.
Synchronized锁的升级过程
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synchronized锁升级过程依次为无锁、偏向锁、轻量级锁、重量级锁，部分文章认为synchronized锁不存在降级过程，但在openjdk的hotsopt jdk8u里是有锁降级的机制的。 对象头 锁升级示意图 1. 无锁到偏向锁 线程A执行到同步代码块时，检查对象头锁标志位是否为01，再看偏向锁标志位是否为0（即检查对象是否为无锁状态），通过CAS操作尝试修改MarkWord字段，这里CAS操作只尝试一次，失败的话说明发生锁竞争，立即升级为轻量级锁。成功修改后执行同步代码块，执行完毕后不主动释
java synchronized 锁升级
06-06
### Java中synchronized关键字的锁升级机制原理 在Java中，`synchronized`关键字的锁升级机制是为了优化多线程环境下的性能。早期版本的`synchronized`是一个重量级锁（悲观锁），它依赖操作系统层面的互斥量（Mutex）来实现线程同步，这种实现方式会导致频繁的上下文切换，从而降低程序性能。为了解决这一问题，JVM对`synchronized`进行了优化，引入了锁升级机制，将锁分为**无锁**、**偏向锁**、**轻量级锁**和**重量级锁**四种状态。 #### 锁的状态及升级过程 1. **无锁状态** 当对象刚被创建时，其锁处于无锁状态，即没有任何线程持有该锁。此时，对象头的Mark Word中存储的是对象的元数据信息，例如哈希码或GC年龄等[^3]。 2. **偏向锁** 当第一个线程尝试访问一个处于无锁状态的对象时，JVM会将该对象的锁升级为偏向锁。具体来说，JVM会通过CAS操作将线程ID写入对象头的Mark Word中。如果CAS操作成功，则说明当前线程成功获取了偏向锁。此后，当同一个线程再次访问该对象时，无需进行额外的同步操作，只需检查Mark Word中的线程ID是否与当前线程匹配即可[^4]。 3. **轻量级锁** 如果有另一个线程尝试访问已经处于偏向锁状态的对象，且偏向锁无法撤销（例如偏向锁的时间窗口已过期或竞争过于频繁），那么锁会被升级为轻量级锁。在这种状态下，JVM会在当前线程的栈帧中创建一个名为“锁记录”的空间，并通过CAS操作将对象头的Mark Word复制到锁记录中。如果CAS操作成功，则说明当前线程成功获取了轻量级锁；否则，表示存在锁竞争，需要进一步升级为重量级锁[^2]。 4. **重量级锁** 当多个线程同时竞争同一个锁时，锁会被升级为重量级锁。此时，JVM会利用操作系统提供的互斥量（Mutex）来实现线程间的同步。所有未获取到锁的线程都会被挂起，直到锁被释放并唤醒它们。重量级锁的性能开销较大，但在高并发场景下是不可避免的选择[^3]。 #### 锁升级的目的 锁升级机制的核心目的是在不同的竞争强度下选择合适的锁实现方式，以减少不必要的性能开销。偏向锁适用于单线程访问的场景，可以避免同步操作；轻量级锁适用于低竞争场景，能够减少锁竞争带来的开销；而重量级锁则适用于高竞争场景，尽管性能较差但能保证线程安全[^3]。 #### 监控工具 为了分析锁的竞争情况和性能瓶颈，可以使用以下工具： - 使用`jstack <pid>`命令查看线程的锁状态，结合`grep -A 10 "java.lang.Thread.State"`过滤相关信息。 - 使用`jcmd <pid> JFR.start duration=60s filename=lock.jfr`记录锁事件，生成性能分析报告。 ```python # 示例代码：同步方法 public class SyncMethod { public int i; public synchronized void syncTask() { i++; } } ```
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