Java 锁升级的过程详解

Java 虚拟机（JVM）为了提高多线程并发的效率，对内置锁（synchronized 关键字）的实现进行了一系列优化。这些优化体现在锁的升级过程中，即当竞争程度从低到高变化时，锁的状态会从偏向锁逐渐升级为轻量级锁，最终升级为重量级锁。这个过程是不可逆的，一旦锁升级到更高级别，就不能降级。

1. 无锁状态 (Unlocked)

当一个对象刚刚被创建时，它的对象头中的Mark Word（标记字段）处于无锁状态。此时，任何线程都可以尝试获取该对象的锁。

2. 偏向锁 (Biased Locking)

偏向锁是JVM在没有实际竞争发生时，为了消除同步开销而引入的一种优化。它旨在减少只有一个线程反复获取同一把锁时的开销。

• 特点:

  • 当一个线程第一次访问同步块并成功获取锁时，JVM会将对象的Mark Word设置为偏向模式，并将该线程的ID记录在Mark Word中。
  • 之后，如果同一个线程再次访问这个同步块，它不需要再进行任何同步操作（如CAS操作），只需要简单地检查Mark Word中的线程ID是否是自己即可。
  • 偏向锁的撤销（Revocation）发生在有其他线程尝试获取这个偏向锁时。

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