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揭秘Java面试秘籍：synchronized锁升级机制一览
后端
2023-01-05 12:07:04
一、synchronized锁升级机制：提升并发编程性能的利器
什么是synchronized锁升级机制？
在Java中，synchronized是一个用于同步对共享资源访问的关键词。当一个线程进入synchronized同步块或方法时，它将获得该对象的锁，其他线程不能同时访问该对象。
锁升级机制的三个阶段
当锁定的对象被多个线程同时访问时，JVM会对锁进行升级，以提高锁定的效率。锁升级有三个阶段：
- 无锁状态： 当一个线程首次访问一个对象时，对象处于无锁状态。此时，该线程可以立即获得对象的锁。
- 偏向锁： 当一个线程连续多次访问一个对象时，JVM会将该对象的锁升级为偏向锁。此时，该线程可以更快的获得对象的锁，因为JVM会记录下该线程的ID，并在该线程再次访问该对象时，直接将锁授予该线程。
- 轻量级锁： 当多个线程同时访问一个对象时，JVM会将该对象的锁升级为轻量级锁。此时，线程在进入同步块或方法前，需要先尝试获取对象的锁。如果该线程成功获取了锁，则该线程可以立即进入同步块或方法。如果该线程没有成功获取锁，则该线程需要等待其他线程释放锁后，才能获取锁并进入同步块或方法。
- 重量级锁： 当多个线程同时访问一个对象时，并且该对象的锁已经被升级为轻量级锁，但是仍然有线程无法获取锁时，JVM会将该对象的锁升级为重量级锁。此时，线程在进入同步块或方法前，需要先尝试获取对象的锁。如果该线程成功获取了锁，则该线程可以立即进入同步块或方法。如果该线程没有成功获取锁，则该线程需要等待其他线程释放锁后，才能获取锁并进入同步块或方法。
二、锁升级机制对性能的影响
锁升级机制可以显著提高并发编程的性能。无锁状态和偏向锁可以避免锁竞争，轻量级锁可以减少锁的持有时间，重量级锁可以保证锁的公平性。
三、如何合理使用synchronized锁
为了合理使用synchronized锁，需要考虑以下几点：
- 尽量使用偏向锁和轻量级锁： 偏向锁和轻量级锁可以避免锁竞争，从而提高并发编程的性能。
- 避免使用重量级锁： 重量级锁会造成锁竞争，从而降低并发编程的性能。
- 缩小锁的范围： 锁定的范围越小，锁竞争的可能性就越小。
- 使用锁分离技术： 锁分离技术可以将一个大锁分解成多个小锁，从而减少锁竞争的可能性。
四、synchronized锁升级机制的面试题
- synchronized锁升级机制的三个阶段分别是什么？
- synchronized锁升级机制是如何工作的？
- 锁升级机制对性能的影响是什么？
- 如何合理使用synchronized锁？
- 如何避免使用重量级锁？
常见问题解答
- Q1：什么是锁升级机制？
A：锁升级机制是当锁定的对象被多个线程同时访问时，JVM会对锁进行升级，以提高锁定的效率。
- Q2：锁升级机制有哪三个阶段？
A：无锁状态、偏向锁和重量级锁。
- Q3：锁升级机制如何工作？
A：当一个线程连续多次访问一个对象时，JVM会将该对象的锁升级为偏向锁。当多个线程同时访问一个对象时，JVM会将该对象的锁升级为轻量级锁。当多个线程同时访问一个对象时，并且该对象的锁已经被升级为轻量级锁，但是仍然有线程无法获取锁时，JVM会将该对象的锁升级为重量级锁。
- Q4：锁升级机制对性能有什么影响？
A：锁升级机制可以显著提高并发编程的性能。无锁状态和偏向锁可以避免锁竞争，轻量级锁可以减少锁的持有时间，重量级锁可以保证锁的公平性。
- Q5：如何合理使用synchronized锁？
A：为了合理使用synchronized锁，需要尽量使用偏向锁和轻量级锁，避免使用重量级锁，缩小锁的范围，使用锁分离技术。
