Java多线程synchronized锁升级机制详解
时间:2025-03-19 14:15:49 383浏览 收藏
本文详解Java中`synchronized`关键字的锁升级机制。`synchronized`依赖HotSpot虚拟机的锁升级优化性能,其锁状态会根据线程竞争情况动态变化,主要包括无锁、轻量级锁和重量级锁三个阶段。文章通过示例代码和`ClassLayout`工具分析锁状态的转换过程,深入探讨了锁升级的原理及对多线程编程效率的影响,帮助开发者编写更高效的Java多线程程序,提升程序性能。 理解`synchronized`锁升级机制对于编写高性能并发程序至关重要。
深入探讨synchronized锁升级机制
Java中的synchronized
关键字是实现线程同步的关键,其底层依赖HotSpot虚拟机的锁升级机制来优化性能。本文将结合示例代码分析synchronized
的锁升级过程及原理。
示例代码及分析
以下代码演示了synchronized
的使用,并利用ClassLayout
工具观察锁状态变化(需要添加jdk.internal.misc.Unsafe
依赖):
public static void main(String[] args) throws InterruptedException { Object obj = new Object(); System.out.println("初始状态 =====================" + "\n" + ClassLayout.parseInstance(obj).toPrintable()); new Thread(() -> { synchronized (obj) { System.out.println(Thread.currentThread().getName() + "获取锁执行中。。。\n" + ClassLayout.parseInstance(obj).toPrintable()); } }, "thread-a").start(); Thread.sleep(1000); new Thread(() -> { synchronized (obj) { System.out.println(Thread.currentThread().getName() + "获取锁执行中。。。\n" + ClassLayout.parseInstance(obj).toPrintable()); } }, "thread-b").start(); Thread.sleep(5000); System.out.println(Thread.currentThread().getName() + ClassLayout.parseInstance(obj).toPrintable()); }
锁升级流程
synchronized
的锁升级机制旨在平衡性能和线程安全,主要包含以下状态:
- 无锁状态: 对象初始状态,没有线程持有锁。
- 轻量级锁: 当一个线程访问同步块时,JVM会在该线程的栈帧中创建锁记录,并尝试将对象头中的Mark Word复制到锁记录中。如果成功,则该线程获得轻量级锁。
- 重量级锁: 如果多个线程竞争同一个锁,轻量级锁升级为重量级锁。重量级锁依赖操作系统互斥量,开销较大。
运行结果解读
高版本JVM已取消偏向锁,锁升级流程通常为无锁-轻量级锁-重量级锁。运行结果会显示对象头Mark Word状态的改变,反映锁的升级过程。 具体状态值会因JVM版本和运行环境而异,但总体趋势是锁状态从初始状态逐步转变为轻量级锁,甚至重量级锁,最后回到无锁状态。
总结
synchronized
的锁升级机制是HotSpot JVM的优化策略,通过不同的锁状态来适应不同的并发场景,在单线程访问时效率最高,多线程竞争时则会升级为重量级锁以保证线程安全。理解锁升级机制有助于编写更高效的多线程程序。 需要注意的是,ClassLayout
工具的使用需要一定的JVM内部知识,其输出结果也需要根据具体情况进行分析。
文中关于的知识介绍,希望对你的学习有所帮助!若是受益匪浅,那就动动鼠标收藏这篇《Java多线程synchronized锁升级机制详解》文章吧,也可关注golang学习网公众号了解相关技术文章。
-
501 收藏
-
501 收藏
-
501 收藏
-
501 收藏
-
501 收藏
-
278 收藏
-
236 收藏
-
237 收藏
-
194 收藏
-
269 收藏
-
124 收藏
-
114 收藏
-
214 收藏
-
166 收藏
-
287 收藏
-
465 收藏
-
493 收藏
-
- 前端进阶之JavaScript设计模式
- 设计模式是开发人员在软件开发过程中面临一般问题时的解决方案,代表了最佳的实践。本课程的主打内容包括JS常见设计模式以及具体应用场景,打造一站式知识长龙服务,适合有JS基础的同学学习。
- 立即学习 542次学习
-
- GO语言核心编程课程
- 本课程采用真实案例,全面具体可落地,从理论到实践,一步一步将GO核心编程技术、编程思想、底层实现融会贯通,使学习者贴近时代脉搏,做IT互联网时代的弄潮儿。
- 立即学习 508次学习
-
- 简单聊聊mysql8与网络通信
- 如有问题加微信:Le-studyg;在课程中,我们将首先介绍MySQL8的新特性,包括性能优化、安全增强、新数据类型等,帮助学生快速熟悉MySQL8的最新功能。接着,我们将深入解析MySQL的网络通信机制,包括协议、连接管理、数据传输等,让
- 立即学习 497次学习
-
- JavaScript正则表达式基础与实战
- 在任何一门编程语言中,正则表达式,都是一项重要的知识,它提供了高效的字符串匹配与捕获机制,可以极大的简化程序设计。
- 立即学习 487次学习
-
- 从零制作响应式网站—Grid布局
- 本系列教程将展示从零制作一个假想的网络科技公司官网,分为导航,轮播,关于我们,成功案例,服务流程,团队介绍,数据部分,公司动态,底部信息等内容区块。网站整体采用CSSGrid布局,支持响应式,有流畅过渡和展现动画。
- 立即学习 484次学习