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synchronized 中的 4 个优化,你知道几个?(1)

简介: synchronized 中的 4 个优化,你知道几个?(1)
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synchronized 在 JDK 1.5 时性能是比较低的,然而在后续的版本中经过各种优化迭代,它的性能也得到了前所未有的提升,上一篇中我们谈到了锁膨胀对 synchronized 性能的提升,然而它也只是“众多” synchronized 性能优化方案中的一种,那么我们本文就来盘点一下 synchronized 的核心优化方案。


synchronized 核心优化方案主要包含以下 4 个:


  1. 锁膨胀


  1. 锁消除


  1. 锁粗化


  1. 自适应自旋锁


1.锁膨胀


我们先来回顾一下锁膨胀对 synchronized 性能的影响,所谓的锁膨胀是指 synchronized 从无锁升级到偏向锁,再到轻量级锁,最后到重量级锁的过程,它叫做锁膨胀也叫做锁升级。


微信图片_20220120205916.jpg


JDK 1.6 之前,synchronized 是重量级锁,也就是说 synchronized 在释放和获取锁时都会从用户态转换成内核态,而转换的效率是比较低的。但有了锁膨胀机制之后,synchronized 的状态就多了无锁、偏向锁以及轻量级锁了,这时候在进行并发操作时,大部分的场景都不需要用户态到内核态的转换了,这样就大幅的提升了 synchronized 的性能。


PS:至于为什么不需要用户态到内核态的转换?请移步到锁膨胀的那篇文章:《synchronized 优化手段之锁膨胀机制》


2.锁消除


很多人都了解 synchronized 中锁膨胀的机制,但对接下来的 3 项优化却知之甚少,这样会在面试中错失良机,那么我们本文就把这 3 项优化单独拎出来讲一下吧。


锁消除指的是在某些情况下,JVM 虚拟机如果检测不到某段代码被共享和竞争的可能性,就会将这段代码所属的同步锁消除掉,从而到底提高程序性能的目的。


锁消除的依据是逃逸分析的数据支持,如 StringBuffer 的 append() 方法,或 Vector 的 add() 方法,在很多情况下是可以进行锁消除的,比如以下这段代码:


public String method() {
    StringBuffer sb = new StringBuffer();
    for (int i = 0; i < 10; i++) {
        sb.append("i:" + i);
    }
    return sb.toString();
}


以上代码经过编译之后的字节码如下:


微信图片_20220120210007.jpg


从上述结果可以看出,之前我们写的线程安全的加锁的 StringBuffer 对象,在生成字节码之后就被替换成了不加锁不安全的 StringBuilder 对象了,原因是 StringBuffer 的变量属于一个局部变量,并且不会从该方法中逃逸出去,所以此时我们就可以使用锁消除(不加锁)来加速程序的运行。

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