Java各种锁

最新推荐文章于 2024-11-27 20:06:01 发布

原创最新推荐文章于 2024-11-27 20:06:01 发布 · 101 阅读

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本文详细介绍了Java中锁的四种状态：无锁、偏向锁、轻量级锁和重量级锁，以及锁的状态升级机制。探讨了轻量级锁如何在无多线程竞争下减少重量级锁的性能消耗，并介绍了自旋锁和自适应自旋锁的优化手段。最后，讲解了锁消除和锁粗化的概念，以及它们如何提高程序性能。

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锁主要存在四种状态，无锁状态、偏向锁状态、轻量级锁状态、重量级锁状态。只可升级不可降级，为了提高获得锁和释放锁的效率。

偏向锁

会偏向于第一个获得它的线程，在接下来的执行中，该锁没有被其他线程获取，那么持有偏向锁的线程就不需要同步。
因为多线程情况下申请锁的线程很可能都不同，所以在锁竞争比较激烈的场合就会失效了。失效后并不会立即膨胀为重量级锁，而是先升级为轻量级锁。

轻量级锁（JDK1.6之后引入）

不是为了代替重量级锁，本意是在没有多线程竞争下，减少传统的重量级锁使用操作系统互斥量产生的性能消耗，因为使用轻量级锁时不需要申请互斥量，另外轻量级锁的加锁和解锁都用到了CAS操作。
一般情况下对于大部分锁，在整个同步周期内都是不存在竞争的。 如果没有竞争，轻量级锁通过使用CAS操作避免了使用互斥操作的开销。 但是如果存在锁竞争，除了互斥量开销外，还会额外发生CAS操作，这样会比重量级锁更慢。锁竞争会膨胀为重量级锁。

自旋锁和自适应自旋

轻量级锁失败后，虚拟机为了避免线程真实地在操作系统层面挂起，会进行名为自旋锁
的优化手段。
互斥同步对性能影响最大的影响就是阻塞的实现，因为挂起、恢复线程的操作都需要转入内核态中完成（用户态-内核态会耗费时间）。
一般线程持有锁的时间都不是太长，为了这一点时间而去挂起/恢复线程是得不偿失的，为了让一个线程等待，我们只需要让一个线程执行一个忙循环（自旋）即可。
百度百科-自旋锁

何谓自旋锁？它是为实现保护共享资源而提出一种锁机制。其实，自旋锁与互斥锁比较类似，它们都是为了解决对某项资源的互斥使用。无论是互斥锁，还是自旋锁，在任何时刻，最多只能有一个保持者，也就说，在任何时刻最多只能有一个执行单元获得锁。但是两者在调度机制上略有不同。对于互斥锁，如果资源已经被占用，资源申请者只能进入睡眠状态。但是自旋锁不会引起调用者睡眠，如果自旋锁已经被别的执行单元保持，调用者就一直循环在那里看是否该自旋锁的保持者已经释放了锁，"自旋"一词就是因此而得名。

在JDK1.6之后引入了自适应的自旋锁。对于之前的改进就是：自旋的时间不再固定，而是和前一次同一个锁上的自旋时间以及锁的拥有者来决定。