Java 鎖升級的過程詳解

Java 虛擬機（JVM）為了提高多線程并發的效率，對內置鎖（synchronized 關鍵字）的實現進行了一系列優化。這些優化體現在鎖的升級過程中，即當競爭程度從低到高變化時，鎖的狀態會從偏向鎖逐漸升級為輕量級鎖，最終升級為重量級鎖。這個過程是不可逆的，一旦鎖升級到更高級別，就不能降級。

1. 無鎖狀態 (Unlocked)

當一個對象剛剛被創建時，它的對象頭中的Mark Word（標記字段）處于無鎖狀態。此時，任何線程都可以嘗試獲取該對象的鎖。

2. 偏向鎖 (Biased Locking)

偏向鎖是JVM在沒有實際競爭發生時，為了消除同步開銷而引入的一種優化。它旨在減少只有一個線程反復獲取同一把鎖時的開銷。

• 特點:

  • 當一個線程第一次訪問同步塊并成功獲取鎖時，JVM會將對象的Mark Word設置為偏向模式，并將該線程的ID記錄在Mark Word中。
  • 之后，如果同一個線程再次訪問這個同步塊，它不需要再進行任何同步操作（如CAS操作），只需要簡單地檢查Mark Word中的線程ID是否是自己即可。
  • 偏向鎖的撤銷（Revocation）發生在有其他線程嘗試獲取這個偏向鎖時。

• 升