synchronized 原理（锁升级、锁消除和锁粗化）

川长思鸟来 2024-03-30 15:45 75阅读 0赞

## 目录： ##

##### 一、前言 #####

##### 二、锁升级 #####

##### 三、锁消除 #####

##### 四、锁粗化 #####

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## 一、前言 ##

根据之前的锁策略，可以总结出, synchronized 具有以下特性( JDK 1.8):

1. 开始时是乐观锁, 如果锁冲突频繁, 就转换为悲观锁。

2. 开始是轻量级锁实现, 如果锁被持有的时间较长, 就转换成重量级锁。

3. 实现轻量级锁的时候可能用到的是自旋锁策略

4. 是一种不公平锁

5. 是一种可重入锁

6. 不是读写锁

对于synchronized来说，多个线程,针对同一个对象加锁,就会产生阻塞等待，synchronized 内部其实还有一些优化机制,存在的目的就是为了让这个锁更高效,更好用。

## 二、锁升级 ##

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在加锁之前是无锁状态，在进行加锁的时候，首先会进入到偏向锁状态（偏向锁，并不是真正的加锁，而是相当于占了一个位置，有需要的才去真正的加锁，没有需要就不加锁了）。偏向锁的这个过程，有点相当于“懒汉模式”的懒加载差不多，“非必要，不加锁”。

进入sychronized的时候,并不是真的加锁,先处在偏向锁状态,做个标记(这个过程是非常轻量的)。

如果整个使用锁的过程中,都没有出现锁竞争，在synchronized执行完之后,取消偏向锁，回到无锁状态。但是,如果使用过程中,另一个线程也尝试加锁,那么在它加锁之前,迅速的把偏向锁升级成真正的加锁状态!!!另一个线程也就只能阻塞等待了。

当synchronized发生锁竞争的时候,就会从偏向锁,升级成轻量级锁。此时, synchronized相当于是通过自旋的方式,来进行加锁的。如果要是很快别人就释放锁了，自旋是划算的,但是如果迟迟拿不到锁,一直自旋,并不划算，synchronized自旋不是无休止的自旋,自旋到一定程度之后,就会再次升级成重量级锁(挂起等待锁)。此时,如果线程进行了重量级锁的加锁,并且发生锁竞争,此时线程就会被放到阻塞队列中，暂时不参与CPU调度了，然后直到锁被释放了,这个线程才有机会被调度到,并且有机会获取到锁。

**另外，锁升级后不能降级了。**

## 三、锁消除 ##

编译器智能的判定,看当前的代码是否是真的要加锁，如果这个场景不需要加锁,程序猿也加了,那么就会自动把锁给干掉。比如：StringBuffer 带有synchronized,但是如果在单线程中使用StringBuffer, synchronized加了也白加,此时编译器就会直接把这些加锁操作干掉了。

## 四、锁粗化 ##

锁的粒度: synchronized包含的代码越多，粒度就越粗；包含的代码越少,粒度就越细。

通常情况下,认为锁的粒度细一点比较好。加锁的部分的代码,是不能并发执行的，锁的粒度越细,能并发的代码就越多;反之就越少。

但是有些情况下，锁的粒度粗一些反而更好，两次加锁解锁之间,间隙非常小，此时，不如就直接一次大锁搞定得了。每次加锁可是都有开销的，并发节省的时间,反而不如加锁的开销大。

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