java中的锁-Synchronized的四种状态(无锁、偏向锁、轻量级锁、重量级锁)

末蓝、 2022-12-10 07:03 232阅读 0赞

Java提供了种类丰富的锁，每种锁因其特性的不同，在适当的场景下能够展现出非常高的效率。

本文介绍的是**Synchronized的四种锁状态.**

## **1:什么是Synchronized?** ##

Synchronized是java中的关键字,是一种同步锁。它修饰的对象有以下几种：(类, 方法, 代码块)

synchronized可以保证方法或代码块在运行时，同一时刻只有一个线程可以进入到临界区（互斥性）所以它也是**排它锁**，同时它还保证了共享变量的内存可见性。

在JDK1.6版本之前一直被称为''重量级锁'',但是在1.6之后进行了大量的优化. 主要包括为了减少获得锁和释放锁带来的性能消耗而引入的 **偏向锁** 和 **轻量级锁** 以及其它**各种优化**之后变得在某些情况下并不是那么重了.在线程冲突较少的情况下，可以获得和CAS类似的性能；而线程冲突严重的情况下，性能远高于CAS。

## 2:**Synchronized的四种状态** ##

这四种状态是在jdk1.6之后引入的,分别为**:(无锁->偏向锁->轻量级锁->重量级锁 ) **这几个状态会随着竞争情况逐渐升级。

### 1:无锁 ###

无锁的特点就是修改操作在循环内进行，线程会不断的尝试修改共享资源。如果没有冲突就修改成功并退出，否则就会继续循环尝试。也就是CAS（CAS是基于无锁机制实现的）。

### 2.偏向锁 ###

偏向锁是指一段同步代码一直被一个线程所访问，那么该线程会自动获取锁，降低获取锁的代价。

偏向锁只有遇到其他线程尝试竞争偏向锁时，持有偏向锁的线程才会释放锁，线程不会主动释放偏向锁。

### 3.轻量级锁 ###

是指当锁是偏向锁的时候，被另外的线程所访问，偏向锁就会升级为轻量级锁，其他线程会通过自旋的形式尝试获取锁，不会阻塞，从而提高性能。

若当前只有一个等待线程，则该线程通过自旋进行等待。但是当自旋超过一定的次数，或者一个线程在持有锁，一个在自旋，又有第三个来访时，轻量级锁升级为重量级锁。

### 4.重量级锁 ###

在轻量级锁状态下,如果有第三个来访时,就会自动升级成重量级锁

## 3:这些锁的优缺点 ##

<table> 
 <tbody> 
  <tr> 
   <td>偏向锁</td> 
   <td>加锁和解锁不需要CAS操作，没有额外的性能消耗，和执行非同步方法相比仅存在纳秒级的差距</td> 
   <td>如果线程间存在锁竞争，会带来额外的锁撤销的消耗</td> 
   <td>适用于只有一个线程访问同步快的场景</td> 
  </tr> 
 </tbody> 
</table>

<table> 
 <tbody> 
  <tr> 
   <td>轻量级锁</td> 
   <td style="width:404px;">竞争的线程不会阻塞，提高了响应速度</td> 
   <td style="width:240px;">如线程成始终得不到锁竞争的线程，使用自旋会消耗CPU性能</td> 
   <td style="width:187px;">追求响应时间，同步快执行速度非常快</td> 
  </tr> 
 </tbody> 
</table>

<table> 
 <tbody> 
  <tr> 
   <td>重量级锁</td> 
   <td style="width:418px;">线程竞争不适用自旋，不会消耗CPU</td> 
   <td style="width:226px;">线程阻塞，响应时间缓慢，在多线程下，频繁的获取释放锁，会带来巨大的性能消耗</td> 
   <td>追求吞吐量，同步快执行速度较长</td> 
  </tr> 
 </tbody> 
</table>