Java精通并发-锁升级与偏向锁深入解析

对于synchronized关键字，我们在实际使用时可能经常听说用它是一个非常重的操作，其实这个“重”是要针对JDK的版本来说的，如今JDK已经到了12版本了，其实对这个关键字一直是存在偏见的，它底层也发生了很多的变化，所以我们也得随着JDK的版本将知识进行更新才行，所以这节继续针对锁进行深入的探讨。

在JDK 1.5之前，我们若想实现线程同步，只能通过synchronized关键字这一种方式来达成；底层，Java也是通过synchronized关键字来做到数据的原子性维护的；synchronized关键字是JVM实现的一个内置锁，从底层角度来说，这种锁的获取和释放都是由JVM帮助我们隐式实现的。

在JDK 1.5开始，并发包引入了Lock锁，如：

其中有很多子类的实现，有一个比较常用的锁是可重入锁，如下：

，Lock同步锁是基于Java来实现的，因此锁的获取与释放都是通过Java代码来实现与控制的；然而synchronized是基于底层操作系统的Mutex Lock来实现的，每次对锁的获取与释放动作都会带来用户态与内核态之间的切换，这种切换会极大地增加系统的负担；在并发量较高时，也就是说锁的竞争比较激烈的时候，synchronized锁在性能上的表现就非常差【这也是很多人认为使用synchronized关键字的性能不太好的原因】。

但是！！从JDK1.6开始，synchronized锁的实现发生了很大的变化；JVM引入了相应的优化手段来提升synchronized锁的性能，这种提升涉及到偏向锁、轻易级锁、重量级锁等，从而减少锁的竞争所带来的用户态与内核态之间的切换；这种锁的优化实际上是通过Java对象头【这个在JVM的学习中已经学习过了】中的一些标志位来去实现的；对于锁的访问与改变，实际上都与Java对象头息息相关。

从JDK 1.6开始，对象实例在堆当中会被划分为三个组成部分：对象头、实例数据与对齐填充。

对象头主要也是由三块内容构成：

1、Mark Word【这是我们现在要探讨的东东】

2、指向类的指针

3、数组长度

其中Mark Word（这记录了对象、锁及垃圾回收相关的信息，在64位的JVM中，其长度也是64bit）的位信息包括了如下组成部分：

1、无锁标记

2、偏向锁标记

3、轻量级锁标记

4、重量级锁标记【这就是通常意义上我们理解的synchronized的情况，认为它是很重的，从用户态转向内核态】

5、GC标记

对于synchronized锁来说，锁的升级主要是通过Mark Word中的锁标志位与是否是偏向锁标志位来达成的；synchronized关键字所对应的锁都是先从偏向锁开始，随着锁竞争的不断升级，逐步演化至轻量级锁，最后则变成了重量级锁。

对于锁的演化来说，它会经历如下阶段：

无锁  ->   偏向锁  ->   轻量级锁  ->   重量级锁