偏向锁、轻量级锁、重量级锁、自旋锁、自适应自旋锁
1. 偏向锁
偏向锁就是在运行过程中,对象的锁偏向某个线程。即在开启偏向锁机制的情况下,某个线程获得锁,当该线程下次再想要获得锁时,不需要重新申请获得锁(即忽略synchronized关键词),直接就可以执行同步代码,比较适合竞争较少的情况。
偏向锁的目标是,减少无竞争且只有一个线程使用锁的情况下,使用轻量级锁而产生的性能消耗。轻量级锁每次申请、释放锁都至少需要一次CAS
,但偏向锁只有初始化时需要一次CAS。
如果明显存在其他线程申请锁,那么偏向锁将很快膨胀为轻量级锁。如果需要,使用参数
-XX:-UseBiasedLocking
禁止偏向锁优化(默认打开)。
1.1 偏向锁获取过程
- 查看
Mark Word
中偏向锁的标识以及锁标志位,若是否为偏向锁为1,并且锁标志位为01,则该锁为可偏向状态。 - 若该锁为可偏向状态,判断
Mark Word
中的线程ID与当前线程ID是否相等,如果相同,则直接执行同步代码,否则通过CAS
操作竞争锁。 - 如果竞争成功,将
Mark Word
中线程ID设置为当前线程ID,然后执行同步代码。 - 如果竞争失败,说明有其他线程竞争。持有偏向锁状态的线程在没有字节码正在执行的情况下释放锁,然后恢复到未锁定状态或者膨胀为轻量级锁。
1.2 偏向锁释放过程
持有偏向锁的线程不会主动释放锁,只有遇到其他线程尝试竞争偏向锁时,持有偏向锁状态的线程才会释放锁。持有持有偏向锁的线程需要等到所有的同步任务执行完成之后(即没有字节码正在执行),才会暂停持有偏向锁的线程,然后恢复到未锁定状态或者膨胀为轻量级锁。
Mark Word是对象头的一部分,每个线程都拥有自己的线程栈(虚拟机栈),记录线程和函数调用的基本信息。
2. 轻量级锁
轻量级锁是相对于重量级锁而言的,使用时不需要申请互斥量。而是在没有多线程竞争的情况下,使用轻量级锁能够减少性能消耗,但是当多个线程同时竞争锁时,轻量级锁会膨胀为重量级锁。
轻量级锁的目标是,减少无实际竞争情况下,使用重量级锁产生的性能消耗,包括系统调用引起的内核态与用户态切换、线程阻塞造成的线程切换等。
1.1 轻量级锁获取过程
- 当线程执行代码进入同步块时,若
Mark Word
锁标识为无锁状态(是否为偏向锁为0,锁标志位为01),虚拟机会在当前线程的栈帧中建立一个名为锁记录(Lock Record
)的空间(用于存储当前对象的Mark Word
的拷贝,官方称之为Dispalced Mark Word
)。 - 复制对象头中的
Mark Word
到锁记录中。 - 复制成功后,虚拟机将使用
CAS
操作尝试将对象的Mark Word
更新为指向Lock Record
的指针,并将Lock Record
里的owner
指针指向对象的Mark Word
- 如果更新成功,则这个线程拥有了这个锁,并将锁标志位设置00,此对象处于轻量级锁定状态。
- 如果更新失败,虚拟机会检查对象的Mark Word是否指向当前线程的栈帧。如果是,则说明当前线程已经拥有这个锁,可进入执行同步代码;如果不是,则说明多个线程竞争,轻量级锁就会膨胀为重量级锁,
Mark Word
中存储重量级锁(互斥锁)的指针,后面等待锁的线程也要进入阻塞状态。
1.2 轻量级锁释放过程
- 通过CAS操作尝试把线程中复制的
Displaced Mark Word
对象替换当前的Mark Word。 - 如果替换成功,整个同步过程就完成了。
- 如果替换失败,说明有其他线程尝试过获取该锁(此时锁已膨胀),那就要在释放锁的同时,唤醒被挂起的线程。
3. 重量级锁
重量级锁为synchronized,通过对象内部的一个叫做监视器锁(monitor)来实现的。但是监视器锁本质又是依赖于底层的操作系统的Mutex Lock
来实现的。而操作系统实现线程之间的切换这就需要从用户态转换到核心态,这个成本非常高,状态之间的转换需要相对比较长的时间,这就是为什么synchronized效率低的原因。因此,这种依赖于操作系统Mutex Lock
所实现的锁我们称之为“重量级锁”。
4. 自旋锁
在自旋状态下,当一个线程A尝试进入同步代码块,但是当前的锁已经被线程B占有时,线程A不进入阻塞状态,而是不停的空转,等待线程B释放锁。如果锁的线程能在很短时间内释放资源,那么等待竞争锁的线程就不需要做内核态和用户态之间的切换进入阻塞状态,只需自旋,等持有锁的线程释放后即可立即获取锁,避免了用户线程和内核的切换消耗。
优点:开启自旋锁后能减少线程的阻塞,在对于锁的竞争不激烈且占用锁时间很短的代码块来说,能提升很大的性能,在这种情况下自旋的消耗小于线程阻塞挂起的消耗。 缺点:在线程竞争锁激烈,或持有锁的线程需要长时间执行同步代码块的情况下,使用自旋会使得CPU做太多无用功。
JDK1.6中,设置参数
-XX:+UseSpinning
开启。JDK1.7后,由JVM自动控制。
5. 自适应自旋锁
自适应意味着自旋的时间不再固定了,而是由前一次在同一个锁上的自旋时间及锁的拥有者的状态来决定:
- 如果在同一个锁对象上,自旋等待之前成功获得过的锁,并且持有锁的线程正在运行中,那么虚拟机就会认为这次自旋也很有可能再次成功,因此允许自旋等待持续相对更长的时间。
- 相反的,如果对于某个锁,自旋很少成功获得过,那么以后要获取这个锁时将可能减少自旋时间甚至省略自旋过程,以避免浪费处理器资源。
自适应自旋解决的是“锁竞争时间不确定”的问题。JVM很难感知确切的锁竞争时间,而交给用户分析就违反了JVM的设计初衷。自适应自旋假定不同线程持有同一个锁对象的时间基本相当,竞争程度趋于稳定。因此,可以根据上一次自旋的时间与结果调整下一次自旋的时间。
6. 总结
锁类型 | 优点 | 缺点 | 适用场景 |
---|---|---|---|
偏向锁 | 加锁和解锁不需要额外的消耗,和执行非同步方法比仅存在纳秒级的差距。 | 如果线程间存在锁竞争,会带来额外的锁撤销的消耗。 | 适用于只有一个线程访问同步块场景。 |
轻量级锁 | 竞争的线程不会阻塞,提高了程序的响应速度。 | 如果始终得不到锁竞争的线程使用自旋会消耗CPU。 | 追求响应时间。同步块执行速度非常快。 |
重量级锁 | 线程竞争不使用自旋,不会消耗CPU。 | 线程阻塞,响应时间缓慢。 | 追求吞吐量。同步块执行速度较长。 |
相关文章:

偏向锁、轻量级锁、重量级锁、自旋锁、自适应自旋锁
1. 偏向锁 偏向锁就是在运行过程中,对象的锁偏向某个线程。即在开启偏向锁机制的情况下,某个线程获得锁,当该线程下次再想要获得锁时,不需要重新申请获得锁(即忽略synchronized关键词),直接就可…...

Delta 一个新的 git diff 对比显示工具
目录 介绍git diff 介绍delta介绍 一、安装1.下载 Git2.下载 delta3.解压4.修改配置文件5. 修改主题6.其他配置和说明 二、对比命令1.在项目中 git diff 常用命令2.对比电脑上两个文件3.对比电脑上的两个文件夹 三、在Git 命令行中使用效果四、在idea 的Terminal命令行中使用效…...
C# 二进制序列化和反序列化示例
.NET框架提供了两种种串行化的方式: 1、是使用BinaryFormatter进行串行化; 2、使用XmlSerializer进行串行化。 第一种方式提供了一个简单的二进制数据流以及某些附加的类型信息,而第二种将数据流格式化为XML存储。可以使用[Serializable]属…...

【CSS】文字扫光 | 渐变光
码来 可调整角度与颜色值来改变效果 <p class"gf-gx-color">我是帅哥</p> <style>.gf-gx-color {background: -webkit-linear-gradient(135deg,red,red 25%,red 50%,#fff 55%,red 60%,red 80%,red 95%,red);-webkit-text-fill-color: transparen…...

Overhaul Distillation(ICCV 2019)原理与代码解析
paper:A Comprehensive Overhaul of Feature Distillation official implementation:GitHub - clovaai/overhaul-distillation: Official PyTorch implementation of "A Comprehensive Overhaul of Feature Distillation" (ICCV 2019) 本文的…...

<Linux开发>驱动开发 -之-内核定时器与中断
<Linux开发>驱动开发 -之-内核定时器与中断 交叉编译环境搭建: <Linux开发> linux开发工具-之-交叉编译环境搭建 uboot移植可参考以下: <Linux开发> -之-系统移植 uboot移植过程详…...

希尔贝壳邀您参加2023深圳国际人工智能展览会
2023深圳国际人工智能展览会“AIE”将于2023年5月16-18日在深圳国际会展中心 (宝安)举办,希尔贝壳受邀参加,展位号:A331。 伴随着智能行业的快速发展,展会已被越来越多的企业列入每年必选展会,也成为各采购商选购的理…...

设计优质微信小程序的实用指南!
微信小程序是一种快速发展的应用形式,设计良好的小程序能够提升用户体验并吸引更多的用户。在设计微信小程序时,有一些关键的指南可以帮助我们做出出色的设计。以下是即时设计总结的一些设计指南,希望能对准备设计微信小程序的人有所帮助。 …...
大数据期末总结
文章目录 一、这学期分别学习了Scala、spark、spring、SpringMvc、SpringBoot1、scala2、spark3、spring4、SpringMvc5、SpringBoot 二、总结 一、这学期分别学习了Scala、spark、spring、SpringMvc、SpringBoot 1、scala Scala是一门基于JVM的编程语言,具有强大的…...

selenium面试题总结
今天有同学问到seleinum面试的时候会问到的问题,随便想了想,暂时纪录一下。欢迎大家在评论中提供更多问题。 1.selenium中如何判断元素是否存在? selenium中没有提供原生的方法判断元素是否存在,一般我们可以通过定位元素异常捕获…...

⑧电子产品拆解分析-1拖4USB拓展坞
⑧电子产品拆解分析-1拖4USB拓展坞 一、功能介绍二、电路分析以及器件作用1、内部电路拆解三、参考资料学习一、功能介绍 ①USB2.0一拖四通讯;②具备OTG功能,可适配大部分USB接口设备;二、电路分析以及器件作用 1、内部电路拆解 分析:❤️ ❤️ ❤️ 主控是MA8601 USB 2.0…...

月度精华汇总 | 最新XR行业资讯、场景案例、活动都在这一篇里啦!
在过去的一个月中,平行云为您带来了关于XR领域的一系列精彩文章,涵盖了行业资讯、应用案例,市场互动,帮助您掌握XR领域最新动态,了解实时云渲染、Cloud XR技术的价值,以及平行云实时云渲染解决方案LarkX…...

Redis实战案例1-短信登录
Redis的共享session应用 1. 项目的相关工作 导入sql文件 找到对应的sql文件即可 基本表的信息 基本架构 导入对应的项目文件,启动相关的service服务; 在nginx-1.18.0目录下启动命令行start nginx.exe; 2. 基于session实现登录的流程 这里利用到Javaweb中…...

华为OD机试真题 JavaScript 实现【找终点】【2023 B卷 100分】,附详细解题思路
一、题目描述 给定一个正整数数组,设为nums,最大为100个成员,求从第一个成员开始,正好走到数组最后一个成员,所使用的最少步骤数。 要求: 第一步必须从第一元素开始,且1 < 第一步的步长 &…...
详解数据仓库数据湖及湖仓一体
比别人更快接收好文章 随着近几年数据湖概念的兴起,业界对于数据仓库和数据湖的对比甚至争论就一直不断。有人说数据湖是下一代大数据平台,各大云厂商也在纷纷的提出自己的数据湖解决方案,一些云数仓产品也增加了和数据湖联动的特性。 但是…...
基于注解切换、Hikari实现的SpringBoot动态数据源(支持JNDI)
实现效果 先说效果,要实现方法级别注解切换当前数据源,不设置注解时走默认数据源,同时支持JNDI源。 总体思路 Spring框架中存在一个抽象类AbstractRoutingDataSource,他是一个可以动态选择当前DataSource的路由类,我…...

Java中的动态链接VS操作系统动态链接
在操作系统OS中为了优化内存的使用会采用一种动态链接方式,一个文件想要在操作系统中运行必须经过编译、汇编译、链接、装载等步骤。可以参考Java程序是怎么跑起来的。本篇主要讲解Java栈帧中动态链接部分与操作系统的的动态链接的区别与联系 操纵系统为什么需要动态…...

深入理解Linux虚拟内存管理(七)
系列文章目录 Linux 内核设计与实现 深入理解 Linux 内核 Linux 设备驱动程序 Linux设备驱动开发详解 深入理解Linux虚拟内存管理(一) 深入理解Linux虚拟内存管理(二) 深入理解Linux虚拟内存管理(三) 深入理…...
GSR II 智能速度辅助系统的型式认证和系统作为独立技术单元的型式认证测试流程和技术要求
智能速度辅助系统ISA的型式认证和系统作为独立技术单元的型式认证测试流程和技术要求 补充欧洲议会和欧洲理事会第2019/2144号条例,为机动车智能速度辅助系统的型式认证和这些系统作为独立技术单元的型式认证规定了详细的测试程序和技术要求,并修订该条例的附件二 (1)(EU…...

工厂方法模式(五)
过气的,终究是过气了 上一章简单介绍了工厂模式(四), 如果没有看过,请观看上一章 一.工厂方法模式 工厂方法模式,通过定义工厂父类负责定义创建对象的公共接口,而子类则负责生成具体的对象。 将类的实例化(具体产品的创建&…...

阿里云ACP云计算备考笔记 (5)——弹性伸缩
目录 第一章 概述 第二章 弹性伸缩简介 1、弹性伸缩 2、垂直伸缩 3、优势 4、应用场景 ① 无规律的业务量波动 ② 有规律的业务量波动 ③ 无明显业务量波动 ④ 混合型业务 ⑤ 消息通知 ⑥ 生命周期挂钩 ⑦ 自定义方式 ⑧ 滚的升级 5、使用限制 第三章 主要定义 …...
postgresql|数据库|只读用户的创建和删除(备忘)
CREATE USER read_only WITH PASSWORD 密码 -- 连接到xxx数据库 \c xxx -- 授予对xxx数据库的只读权限 GRANT CONNECT ON DATABASE xxx TO read_only; GRANT USAGE ON SCHEMA public TO read_only; GRANT SELECT ON ALL TABLES IN SCHEMA public TO read_only; GRANT EXECUTE O…...
oracle与MySQL数据库之间数据同步的技术要点
Oracle与MySQL数据库之间的数据同步是一个涉及多个技术要点的复杂任务。由于Oracle和MySQL的架构差异,它们的数据同步要求既要保持数据的准确性和一致性,又要处理好性能问题。以下是一些主要的技术要点: 数据结构差异 数据类型差异ÿ…...

苍穹外卖--缓存菜品
1.问题说明 用户端小程序展示的菜品数据都是通过查询数据库获得,如果用户端访问量比较大,数据库访问压力随之增大 2.实现思路 通过Redis来缓存菜品数据,减少数据库查询操作。 缓存逻辑分析: ①每个分类下的菜品保持一份缓存数据…...
在Ubuntu中设置开机自动运行(sudo)指令的指南
在Ubuntu系统中,有时需要在系统启动时自动执行某些命令,特别是需要 sudo权限的指令。为了实现这一功能,可以使用多种方法,包括编写Systemd服务、配置 rc.local文件或使用 cron任务计划。本文将详细介绍这些方法,并提供…...
反射获取方法和属性
Java反射获取方法 在Java中,反射(Reflection)是一种强大的机制,允许程序在运行时访问和操作类的内部属性和方法。通过反射,可以动态地创建对象、调用方法、改变属性值,这在很多Java框架中如Spring和Hiberna…...

让AI看见世界:MCP协议与服务器的工作原理
让AI看见世界:MCP协议与服务器的工作原理 MCP(Model Context Protocol)是一种创新的通信协议,旨在让大型语言模型能够安全、高效地与外部资源进行交互。在AI技术快速发展的今天,MCP正成为连接AI与现实世界的重要桥梁。…...

关键领域软件测试的突围之路:如何破解安全与效率的平衡难题
在数字化浪潮席卷全球的今天,软件系统已成为国家关键领域的核心战斗力。不同于普通商业软件,这些承载着国家安全使命的软件系统面临着前所未有的质量挑战——如何在确保绝对安全的前提下,实现高效测试与快速迭代?这一命题正考验着…...

【笔记】WSL 中 Rust 安装与测试完整记录
#工作记录 WSL 中 Rust 安装与测试完整记录 1. 运行环境 系统:Ubuntu 24.04 LTS (WSL2)架构:x86_64 (GNU/Linux)Rust 版本:rustc 1.87.0 (2025-05-09)Cargo 版本:cargo 1.87.0 (2025-05-06) 2. 安装 Rust 2.1 使用 Rust 官方安…...

【从零学习JVM|第三篇】类的生命周期(高频面试题)
前言: 在Java编程中,类的生命周期是指类从被加载到内存中开始,到被卸载出内存为止的整个过程。了解类的生命周期对于理解Java程序的运行机制以及性能优化非常重要。本文会深入探寻类的生命周期,让读者对此有深刻印象。 目录 …...