一文读懂Synchronized的锁原理及其演变过程

一、synchronized概述

synchronized是Java语言中的一个，用于实现多线程之间的同步。它可以确保在同一时刻，只有一个线程能够执行一段代码。synchronized可以修饰方法、代码块或对象。

二、synchronized的实现原理

在Java虚拟机(JVM)中，synchronized是通过一个叫做监视器锁(monitor lock)的机制来实现的。每个对象都有一个监视器锁，当一个线程想要执行一段synchronized代码时，它必须先获取该对象的监视器锁。如果监视器锁已经被另一个线程持有，那么当前线程必须等待，直到该线程释放监视器锁。

三、synchronized的演变

在JDK 1.6之前，synchronized被称为重量级锁。重量级锁的开销很大，因为它需要在内核态和用户态之间进行切换。为了减少synchronized的开销，JDK 1.6引入了偏向锁和轻量级锁。

• 偏向锁

偏向锁是一种非常轻量的锁，它只适用于没有竞争的场景。当一个线程第一次获取一个对象的锁时，JVM会将该对象的监视器锁标记为偏向锁，并将该线程标记为偏向线程。如果该线程一直持有该对象的锁，那么就不需要进行任何锁竞争。

• 轻量级锁

轻量级锁是一种比重量级锁更轻量的锁，它适用于竞争较少的场景。当一个线程第一次获取一个对象的锁时，JVM会将该对象的监视器锁标记为轻量级锁，并将该线程标记为轻量级线程。如果该线程一直持有该对象的锁，那么就不需要进行任何锁竞争。但是，如果另一个线程也试图获取该对象的锁，那么JVM就会将该对象的锁升级为重量级锁。

四、偏向锁、轻量级锁、重量级锁的对比

锁类型	开销	适用场景
偏向锁	非常轻量	没有竞争的场景
轻量级锁	比重量级锁更轻量	竞争较少的场景
重量级锁	最重	竞争激烈的场景

五、synchronized的使用建议

• 在使用synchronized时，应该尽量避免使用全局锁。全局锁会影响所有线程的性能，即使这些线程并不需要访问被锁住的资源。
• 应该尽量使用偏向锁和轻量级锁，以减少synchronized的开销。
• 应该尽量避免在循环中使用synchronized，因为这会大大降低程序的性能。
• 应该尽量使用更高层次的并发控制机制，如java.util.concurrent包中的类，以简化并发编程的难度。

六、结语

synchronized是Java语言中非常重要的一个关键字，它可以用于实现多线程之间的同步。通过深入理解synchronized的实现原理、演变过程以及偏向锁、轻量级锁、重量级锁等概念，读者可以更好地掌握Java并发编程的知识，并提高程序的性能。