JVM锁优化

小鱼儿 2023-07-14 05:42 35阅读 0赞

## 自旋锁和自适应自旋 ##

自旋锁是当多个线程并行访问共享数据时，用忙循环让后面请求锁的线程处于等待状态，当自旋多次后仍然获取不到锁，再用传统的方式将线程挂起。  
**忙循环**就是用循环让线程等待，忙循环也叫自旋。  
在Java6之后，如果有线程刚通过自旋获得了锁，并且线程正在运行，那么`JVM`会认为自旋获取锁的命中率高，其他线程的自旋次数可能会增多。如果某个锁通过自旋获得的次数少，`JVM`可能会省略掉自旋获取锁，直接挂起线程去等待锁。

## 锁消除 ##

锁消除是指`JVM`即时编译器运行时，对一些代码上要求同步，但是被检测到不可能存在共享数据的竞争，那么锁会进行消除。  
它判断的依据是通过判断一段代码在堆上的所有数据不会逃逸，被其他线程访问到，那么认为它是线程私有的，进行锁消除。

## 锁粗化 ##

编写代码时，要求同步代码块的范围越小越好。但是在某些情况下，例如在循环中调用`StringBuffer#append`方法，这会对一个对象反复加锁，如果出现这类情况，`JVM`会将锁同步的范围优化到整个操作的外面，让程序加一次锁就行了。

## 轻量级锁和偏向锁 ##

轻量级锁和偏向锁都是通过对象头信息中的锁标志位进行锁优化。  
在对象头的`Mark Word`中，有两个位是锁标志位。00表示未锁定、01表示轻量级锁定、10表示重量级锁。

*  轻量级锁
    
    轻量级锁是指在代码执行到同步块时，如果同步对象未锁定，`JVM`会在当前线程的栈帧中创建一个锁记录，然后使用`CAS`将对象的`Mark Word`更新为执行锁记录的指针，如果操作成功，表示线程获得锁，将锁标志位变为00。如果失败，首先判断对象的`Mark Word`是否指向当前线程的栈帧，如果是，可以直接进入同步块执行，否则说明锁被其他线程占有了。如果有两条以上的线程争用同一个锁，那么轻量级锁就失效了，变为重量级锁10。
 *  偏向锁
    
    偏向锁是指锁对象会偏向于第一个获得它的线程，如果之后锁对象不再被其他线程获取，那么持有偏向锁的线程永远不用再进行同步。当锁对象第一次被线程获取时，`JVM`将锁标志改为01，并用`CAS`把获取到锁的线程`ID`记录到对象的`Mark Word`中。如果`CAS`成功，持有偏向锁的线程以后每次执行同步块时，`JVM`都不会有任何同步操作。但是当有另外的线程尝试获取这个锁时，偏向模式就结束了。