synchronized 优化手段之锁膨胀机制!(3)

简介: synchronized 优化手段之锁膨胀机制!(3)

2.轻量级锁


引入轻量级锁的目的是在没有多线程竞争的前提下,减少传统的重量级锁使用操作系统 Mutex Lock(互斥锁)产生的性能消耗。如果使用 Mutex Lock 每次获取锁和释放锁的操作都会带来用户态和内核态的切换,这样系统的性能开销是很大的。


当关闭偏向锁或者多个线程竞争偏向锁时就会导致偏向锁升级为轻量级锁,轻量级锁的获取和释放都通过 CAS 完成的,其中锁获取可能会通过一定次数的自旋来完成。


注意事项


需要强调一点:轻量级锁并不是用来代替重量级锁的,它的本意是在没有多线程竞争的前提下,减少传统的重量级锁使用产生的性能消耗。轻量级锁所适应的场景是线程交替执行同步块的情况,如果同一时间多个线程同时访问时,就会导致轻量级锁膨胀为重量级锁。


3.重量级锁


synchronized 是依赖监视器 Monitor 实现方法同步或代码块同步的,代码块同步使用的是 monitorenter 和 monitorexit 指令来实现的,monitorenter 指令是在编译后插入到同步代码块的开始位置,而 monitorexit 是插入到方法结束处和异常处的,任何对象都有一个 Monitor 与之关联,当且一个 Monitor 被持有后,它将处于锁定状态。


如以下加锁代码:


publicclass SynchronizedToMonitorExample {
    public static void main(String[] args) {
        int count = 0;
        synchronized (SynchronizedToMonitorExample.class) {
            for (int i = 0; i < 10; i++) {
                count++;
            }
        }
        System.out.println(count);
    }
}


当我们将上述代码编译成字节码之后,它的内容是这样的:


微信图片_20220120205709.jpg


从上述结果可以看出,在 main 方法的执行中多个 monitorenter 和 monitorexit 的指令,由此可知 synchronized 是依赖 Monitor 监视器锁实现的,而监视器锁又是依赖操作系统的互斥锁(Mutex Lock),互斥锁在每次获取和释放锁时,都会带来用户态和内核态的切换,这样就增加了系统的性能开销。

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