Java synchronized偏向鎖的概念與使用

更新時間：2023年02月13日 08:45:43 作者：每天都要進步一點點

因為在我們寫的程序當中可能會經(jīng)常使用到synchronized關鍵字，因此JVM對synchronized做出了很多優(yōu)化，而在本篇文章當中我們將仔細介紹JVM對synchronized的偏向鎖的細節(jié)

一、什么是偏向鎖

HotSpot作者經(jīng)過研究實踐發(fā)現(xiàn)，在大多數(shù)情況下，鎖不僅不存在多線程競爭，而且總是由同一線程多次獲得，為了讓線程獲得鎖的代價更低，引進了偏向鎖。

偏向鎖的“偏”，它的意思是鎖會偏向于第一個獲得它的線程，會在對象頭（Mark Word中）存儲鎖偏向的線程ID，以后該線程進入和退出同步塊時只需要檢查是否為偏向鎖、鎖標志位以及ThreadID即可。

如下圖是偏向鎖對象頭MarkWord布局：

二、偏向鎖原理

偏向鎖總是被第一個占用它的線程擁有，這個線程就是鎖的偏向線程。在偏向鎖的MarkWord中，就有一塊區(qū)域用來記錄偏向線程的ID，這個是在鎖第一次被擁有的時候記錄的。

因為記錄了偏向線程ID，那么后續(xù)如果這個偏向線程進入和退出同步代碼塊的時候，就不需要再次加鎖和解鎖。

偏向鎖再次進入同步代碼塊，是如何保證不需要再次加鎖的？

偏向鎖的線程會檢查鎖對象的MarkWord中是不是存放著自己的線程ID。

相等

表示偏向鎖現(xiàn)在就是偏向當前線程的，無需再嘗試獲得鎖。以后每次同步，都會檢查鎖的偏向線程ID與當前線程ID是否一致，一致就直接進入同步，省去了CAS去更新對象頭的操作，提高了鎖的性能。

不相等

表示偏向鎖現(xiàn)在不是偏向當前線程的，此時發(fā)生了競爭，這時候當前線程就會嘗試CAS去更新鎖對象MarkWord中線程ID，嘗試指定為自己的線程。此時也有兩種情況：

1)、更新成功：表示已經(jīng)將鎖對象MarkWord中的線程ID替換為自己的線程ID，之前的線程可能剛好運行完，這時候鎖重新偏向為當前線程，這種情況下，不會發(fā)生鎖升級，鎖仍然為偏向鎖，只是偏向線程換成了另外一個線程；

2)、更新失敗：表示之前的線程還在持有鎖，那么當前線程只能一直CAS，當達到一定次數(shù)后，如果還沒CAS成功，那么就會發(fā)生【偏向鎖 -> 輕量級鎖】的鎖升級過程。

注意，偏向鎖只有遇到其它線程嘗試競爭偏向鎖時，持有偏向鎖的線程才會釋放鎖，線程不會主動釋放偏向鎖的。

三、偏向鎖演示

public class BiasedLockDemo01 {
    public static void main(String[] args) {
        Object objLock = new Object();
        new Thread(() -> {
            synchronized (objLock) {
                System.out.println(ClassLayout.parseInstance(objLock).toPrintable());
            }
        }, "t1").start();
    }
}