java多线程：什么是锁消除和锁粗化？

Myth丶恋晨 2024-02-20 12:02 76阅读 0赞

`锁消除：`指虚拟机即时编译器在运行时，对一些代码上要求同步，但被检测到不可能存在共享数据竞争的锁进行消除。主要根据逃逸分析。程序员怎么会在明知道不存在数据竞争的情况下使用同步呢？很多不是程序员自己加入的。

`锁粗化：`原则上，同步块的作用范围要尽量小。但是如果一系列的连续操作都对同一个对象反复加锁和解锁，甚至加锁操作在循环体内，频繁地进行互斥同步操作也会导致不必要的性能损耗。锁粗化就是增大锁的作用域。![在这里插入图片描述][7533838d3f634777a042cc3333bb503f.png]

## 代码演示 ##

锁消除（Lock Elimination）和锁粗化（Lock Coarsening）是针对并发编程中锁的优化技术。

锁消除是指在编译器优化过程中，如果确定某段代码中的锁不会导致线程间的数据竞争，编译器可以将其消除，从而减少锁的开销。当编译器能够分析出某段代码中的锁并不会引起线程间的共享数据冲突时，它可以将对应的锁操作直接去除，从而提高程序的执行效率。锁消除常见于一些不可变对象、局部变量或只在单线程中使用的代码块。

例如，下面的示例代码中，`StringBuilder` 对象的 `append()` 方法是线程安全的，但在这个特定的上下文中，`sb` 是一个局部变量并且没有共享给其他线程，因此编译器可以消除锁的操作，提高代码的执行效率。

public String buildString(String[] strings) {
        
        StringBuilder sb = new StringBuilder();
        for (String str : strings) {
        
            sb.append(str);
        }
        return sb.toString();
    }

锁粗化是指在编译器或运行时优化过程中，当发现多个连续的锁操作都是针对同一个对象的，可以将这些锁操作合并成一个更大的锁范围，从而减少锁的粒度，提高执行效率。这样可以减少线程对同一个对象的频繁加锁和释放锁的开销，提高并发性能。

例如，下面的示例代码中，循环中的每个迭代都会对 `StringBuilder` 对象进行加锁和释放锁的操作。但是，由于这些操作都是针对同一个对象的，编译器或运行时系统可以将这些锁操作合并成一个锁范围，从而减少锁的粒度，提高性能。

public String buildString(String[] strings) {
        
        StringBuilder sb = new StringBuilder();
        for (String str : strings) {
        
            synchronized (sb) {
        
                sb.append(str);
            }
        }
        return sb.toString();
    }

通过锁消除和锁粗化的优化技术，可以减少不必要的锁开销，提高并发程序的性能和效率。然而，这些优化需要编译器或运行时系统能够进行相应的分析和判断，因此并不是所有情况下都能够实施这些优化。

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