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在Java中锁撤销如何发生_Java偏向锁撤销到轻量级锁的流程解析

P粉602998670

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发布时间:2025-12-15 13:33:09

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来源于php中文网

原创

偏向锁撤销是JVM在安全点自动触发的锁状态降级过程,将“绑定线程ID”的偏向状态安全恢复为可竞争的轻量级锁初始态,以应对竞争、线程退出、wait/notify调用等场景。

在java中锁撤销如何发生_java偏向锁撤销到轻量级锁的流程解析

Java中锁撤销不是主动触发的操作,而是JVM在运行时检测到偏向条件被破坏后,自动执行的锁状态降级过程。偏向锁撤销的核心,是将原本“绑定线程ID”的偏向状态,安全地恢复为可竞争的轻量级锁状态,为多线程竞争做好准备。

什么情况下会触发偏向锁撤销

当一个已偏向的锁遇到以下任一情况,JVM就会启动撤销流程:

  • 另一个线程尝试获取该锁(发生竞争)
  • 持有偏向锁的线程已退出同步块,且JVM完成安全点检查后发现该线程不再活跃
  • 调用了对象的wait()notify()等涉及Monitor语义的方法
  • 通过BiasedLocking::revoke_and_rebias等JVM内部机制强制撤销(如开启-XX:+UseBiasedLocking但运行时禁用)

撤销发生在安全点,且需暂停所有线程(Stop-The-World)

撤销操作不能在任意时刻进行,必须等待所有Java线程到达安全点(Safepoint)。这是因为:

  • 要读取并修改对象头中的Mark Word,必须确保没有线程正在并发修改它
  • 需检查原偏向线程是否仍存活、是否仍在执行同步块内
  • 若原线程已退出或被挂起,才允许将锁升级为轻量级锁形态

此时JVM会短暂STW,定位到该对象,将其Mark Word从“偏向锁标记+线程ID”更新为“轻量级锁标记+指向中Lock Record的指针”。

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撤销后如何变成轻量级锁

撤销本身不等于立即加锁,而是重置锁状态,为后续竞争铺路。具体转换分两步:

  • 第一步:撤销偏向 —— 清除线程ID,将Mark Word设为未锁定的轻量级锁初始态(即0x01,无锁但允许快速进入轻量级锁)
  • 第二步:竞争者执行CAS —— 下一个尝试获取锁的线程,在同步入口处发现是无锁态,便在自己的栈帧中创建Lock Record,并用CAS将Mark Word更新为指向该记录的指针,正式进入轻量级锁状态

注意:如果此时已有多个线程争抢,轻量级锁可能进一步膨胀为重量级锁(Monitor),但这已是后续阶段,不属于“撤销”范畴。

常见误区澄清

很多人误以为“撤销=直接升级为重量级锁”,其实不然:

  • 撤销只解决“偏向失效”问题,目标是回到可公平竞争的状态,而非跳过轻量级锁
  • 是否升级为重量级锁,取决于后续是否发生自旋失败、竞争激烈程度、以及JVM参数(如-XX:PretenureSizeThreshold不影响此路径)
  • 可通过-XX:+PrintBiasedLockingStatistics-XX:+UnlockDiagnosticVMOptions观察撤销次数与时机

基本上就这些。偏向锁撤销本质是一次轻量、可控的状态清理,关键在安全点控制和Mark Word的原子更新,不是复杂逻辑,但容易忽略其对STW的影响。

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