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深入剖析Synchronized锁优化，揭秘Java程序员难以驾驭之谜
后端
2023-02-18 08:33:03
掌握 Synchronized 锁优化，解锁并发编程新境界
Synchronized 锁的四种状态：揭秘锁的行为奥秘
对于 Java 开发人员来说，Synchronized 锁是并发编程领域绕不开的关键技术，但它往往令人望而生畏，其复杂性让许多人难以驾驭。深入理解 Synchronized 锁的四种状态，将成为你解锁并发编程新境界的第一步。
- 无锁状态： 此时锁未被任何线程持有，线程可以自由地获取锁。
- 偏向锁状态： 当一个线程首次获取锁时，锁会进入偏向锁状态，此时该线程可以快速获取锁，无需竞争。
- 轻量级锁状态： 当偏向锁状态的锁被其他线程竞争时，锁会升级为轻量级锁状态。此时，锁的获取需要经过一些轻量级的竞争，但仍然比重量级锁高效。
- 重量级锁状态： 当轻量级锁状态的锁被多个线程激烈竞争时，锁会升级为重量级锁状态。此时，锁的获取需要经过重量级的竞争，性能开销最大。
JDK1.6 锁优化技术：助力并发编程性能飞跃
为了降低锁操作的开销，JDK1.6 对锁的实现引入了大量的优化技术，助推并发编程性能大幅提升。
- 自旋锁： 是一种轻量级的锁，当一个线程试图获取锁时，它会在获取锁之前自旋一段时间，等待锁被释放，避免线程被阻塞，从而提高并发性能。
- 适应性自旋锁： 自旋锁的一种变体，可以根据锁的竞争情况动态调整自旋的时间，竞争激烈时自旋时间缩短，竞争不激烈时自旋时间延长。
- 锁消除： 可以在编译时消除不必要的锁，比如当一个锁被多个线程同时持有时，编译器可以消除不必要的锁获取操作。
- 锁粗化： 将多个细粒度的锁合并为一个粗粒度的锁，减少锁操作的开销，提高并发性能。
- 偏向锁： 将锁分配给首次获取锁的线程，避免锁竞争，提高并发性能。
- 轻量级锁： 在线程获取锁时使用一种轻量级的锁对象，而不是重量级的锁对象，减少锁操作的开销，提高并发性能。
掌握 Synchronized 锁优化，成为并发编程高手
深入理解 Synchronized 锁的四种状态和 JDK1.6 引入的锁优化技术，将为你打下坚实的并发编程基础，助你轻松应对各种并发编程挑战。掌握 Synchronized 锁优化，意味着掌握了并发编程的利器，在并发编程领域大放异彩。
代码示例：
// 无锁状态
public class NoLock {
public void noLockMethod() {
// 没有锁竞争，直接执行方法
}
}
// 偏向锁状态
public class BiasedLock {
private final Object lock = new Object();
public void biasedLockMethod() {
synchronized (lock) {
// 偏向锁状态，快速获取锁
}
}
}
// 轻量级锁状态
public class LightweightLock {
private final Object lock = new Object();
public void lightweightLockMethod() {
synchronized (lock) {
// 轻量级锁状态，轻量级竞争
}
}
}
// 重量级锁状态
public class HeavyweightLock {
private final Object lock = new Object();
public void heavyweightLockMethod() {
synchronized (lock) {
// 重量级锁状态，激烈竞争
}
}
}
常见问题解答
- 如何选择合适的锁类型？
- 根据锁竞争的激烈程度选择。激烈竞争使用重量级锁，轻微竞争使用轻量级锁，无竞争使用偏向锁。
- 自旋锁真的可以提高性能吗？
- 自旋锁适用于竞争不激烈的场景，可以避免线程阻塞，提升性能。但如果竞争激烈，自旋锁反而会降低性能。
- 锁消除技术是否会影响程序的正确性？
- 不会，锁消除技术只会在编译时消除不必要的锁，不会影响程序的正确性。
- 偏向锁会一直保持在偏向状态吗？
- 不会，当其他线程竞争锁时，偏向锁会升级为轻量级锁或重量级锁。
- 轻量级锁和重量级锁的区别是什么？
- 轻量级锁使用轻量级的锁对象，而重量级锁使用重量级的锁对象。轻量级锁竞争时不会阻塞线程，而重量级锁竞争时会阻塞线程。
