Java synchronized 锁升级机制

Java synchronized 锁升级机制

  • Java 通过引入锁升级机制来优化 synchronized 关键字对应锁的性能,允许锁根据线程竞争程度动态调整状态,从而在不同场景下提供最佳的并发性能,状态从低到高依次为:无锁(未锁定)、偏向锁、轻量级锁和重量级锁
  • 锁状态升级的核心目标是平衡线程安全与性能,通过在不同竞争场景下使用不同级别的锁,减少获取和释放锁的开销
java 复制代码
//锁状态随着竞争激烈程度逐步升级,不可降级
无锁 -> 偏向锁 -> 轻量级锁 -> 重量级锁

Unlocked 无锁

  • 单线程或无竞争场景(比如原子变量 AtomicInteger 直接通过 compareAndSet 方法尝试获取锁),此时 synchronized 实际退化为无锁(JVM 优化)

Biased Lock 偏向锁

  • 当一个线程第一次获取锁时,会通过 CAS 操作将线程 ID 写入 Object Header 对象头结构中,后续同一线程再次获取锁时仅需比对线程 ID,无需 CAS 操作,避免 CAS 开销
  • 锁会 "偏向" 第一个获取它的线程,后续该线程再次进入时无需竞争,直接使用(零成本获取锁)
  • 为单线程访问优化,减少同一线程反复获取锁的开销
  • 当其他线程尝试竞争时,会撤销偏向锁并升级为轻量级锁

Lightweight Lock 轻量级锁

  • 当偏向锁被其他线程竞争时,升级为轻量级锁,通过 CAS 自旋(循环检查锁状态,直到锁释放)尝试获取锁,实现非阻塞竞争,避免直接进行线程阻塞
  • 轻量级锁的获取过程不需要调用操作系统的互斥量(Mutex),这使得它的性能开销比重量级锁小很多
  • 适合短时竞争(低竞争)、同步块执行速度快的场景
  • 当自旋次数超过阈值(默认 10 次)仍未获取锁或竞争激烈时,升级为重量级锁

Heavyweight Lock 重量级锁

  • 轻量级锁自旋失败或竞争激烈,升级为重量级锁,依赖操作系统互斥量(Mutex)实现,会阻塞其他线程,开销最大
  • 适合长时竞争(高竞争)、同步块执行时间较长(复杂同步逻辑)的场景

总结

  • 偏向锁被其他线程竞争时升级为轻量级锁,轻量级锁自旋失败升级为重量级锁
相关推荐
源码集结号9 分钟前
基于 Spring Boot + JPA + MySQL的上门家政系统代码示例
java·前端·后端
程序员老邢43 分钟前
【技术底稿 32】Nginx 经典大坑复盘:本机公网域名自环代理,导致接口返回首页 / 404 实战排障
java·运维·nginx·前后端分离·技术底稿·后端部署
该昵称用户已存在1 小时前
从成本中心到价值引擎:MyEMS 开源系统激活企业能源数据资产
java·后端·struts
隐退山林1 小时前
JavaEE进阶:SpringBoot配置文件
java·spring boot·java-ee
阿维的博客日记2 小时前
求解深分页问题,last pk适合什么情况
java·mysql·深分页
极客先躯3 小时前
高级java每日一道面试题-2025年12月09日-实战篇[Docker]-如何配置 Docker 的日志驱动?有哪些日志驱动可选?
java·docker·日志驱动的作用与配置层级·日志驱动全览与对比·日志驱动配置的要点·日志标签定制·容器与宿主机时间戳
rabbit_pro3 小时前
Spring AI使用Ollama
java·人工智能·spring
Mike117.3 小时前
GBase 8a 物化视图依赖和 DDL 风险排查记录
java·服务器·前端
李少兄3 小时前
领域驱动设计与 Clean Code 的实践
java·数据库·领域驱动