0

0

Java并发编程中锁升级过程是怎样的_偏向锁轻量级锁解析

P粉602998670

P粉602998670

发布时间:2026-01-07 15:32:02

|

606人浏览过

|

来源于php中文网

原创

偏向锁在有其他线程竞争时触发撤销,需进入安全点遍历栈帧检查锁持有状态,超20次撤销则批量禁用该类新对象的偏向锁。

java并发编程中锁升级过程是怎样的_偏向锁轻量级锁解析

偏向锁在什么条件下会触发撤销

偏向锁不是永久持有的,当有其他线程尝试获取同一把锁时,JVM 就必须撤销当前线程的偏向状态。这个过程不发生在加锁时,而是在 monitorenter 检测到竞争时触发,且需要进入安全点(safepoint)——意味着所有 Java 线程必须暂停,由 VM 线程统一处理。

  • 撤销动作本身开销较大:要遍历该对象的帧,检查是否还有线程正持有该锁(即锁记录还在其栈中),若有则需升级为轻量级锁;若无,则直接将 Mark Word 恢复为未锁定状态
  • 一旦某个类的锁被撤销超过 20 次(默认阈值,由 -XX:BiasedLockingBulkRevokeThreshold 控制),JVM 会批量禁用该类所有新对象的偏向锁,后续新建实例直接走轻量级锁路径
  • 如果应用启动后长时间运行、多线程频繁争用某类对象锁,偏向锁反而成为性能负优化——此时建议用 -XX:-UseBiasedLocking 彻底关闭

轻量级锁如何通过 CAS 实现无阻塞竞争

轻量级锁本质是“基于 CAS 的自旋锁”,它不依赖操作系统互斥量(mutex),而是在线程栈中创建一个 Lock Record,尝试用 CAS 将对象头的 Mark Word 替换为指向该记录的指针。

  • 成功:表示抢锁成功,对象进入轻量级锁定状态,Mark Word 高 30 位存 Lock Record 地址,低 2 位为 00
  • 失败:说明已有其他线程抢先设置了该字段,当前线程进入自旋逻辑(默认 10 次,由 -XX:PreBlockSpin 控制),反复尝试 CAS;若自旋失败,则膨胀为重量级锁
  • 注意:自旋不是空等,JVM 会根据前一次自旋结果和系统负载动态调整次数,但 JDK 6/7 中基本固定为 10 次,JDK 8 后已移除此参数,改由自适应策略决定

锁升级不可逆,但对象可能从未经历完整流程

所谓“锁升级”是描述 Mark Word 状态变迁的术语,并非每个对象都会从偏向→轻量→重量依次走过。实际路径高度依赖运行时场景:

  • 单线程反复加锁同一对象:始终停留在偏向锁状态(除非显式禁用或触发批量撤销)
  • 两个线程交替执行、无真正竞争:可能长期维持轻量级锁,因为自旋大概率成功
  • 多个线程高频争用:很快自旋失败,直接升级为重量级锁,此时 Mark Word 存储的是指向 ObjectMonitor 的指针,低 2 位变为 10
  • 对象被 GC 回收后,其锁状态自然消失;新分配的对象从偏向锁开始(除非所属类已被批量撤销偏向)

如何验证当前对象所处的锁状态

JDK 自带工具 jol(Java Object Layout)是最直接的方式,配合 JVM 参数可观察 Mark Word 布局变化:

Article Forge
Article Forge

行业文案AI写作软件,可自动为特定主题或行业生成内容

下载

立即学习Java免费学习笔记(深入)”;

import org.openjdk.jol.info.ClassLayout;
public class LockStateDemo {
    public static void main(String[] args) throws InterruptedException {
        Object obj = new Object();
        System.out.println(ClassLayout.parseInstance(obj).toPrintable());
        synchronized (obj) {
            System.out.println(ClassLayout.parseInstance(obj).toPrintable());
        }
    }
}

输出中关注 hashCodeagebiased_locklock 字段组合。例如:00000000 00000000 00000000 00000000 00000000 00000000 00000000 00000001(最后 3 位为 001)表示无锁... 101 表示轻量级锁;... 010 表示重量级锁;... 101 + 偏向线程 ID 则为偏向锁。

真正容易被忽略的是:锁状态藏在对象头里,而对象头布局受 JVM 版本、是否开启压缩指针(-XX:+UseCompressedOops)、是否启用偏向锁等多重影响,不同环境下的 Mark Word 长度和字段偏移都不同——别只背“最后两位是锁标志”,先确认你的 JVM 实际配置。

热门AI工具

更多
DeepSeek
DeepSeek

幻方量化公司旗下的开源大模型平台

豆包大模型
豆包大模型

字节跳动自主研发的一系列大型语言模型

通义千问
通义千问

阿里巴巴推出的全能AI助手

腾讯元宝
腾讯元宝

腾讯混元平台推出的AI助手

文心一言
文心一言

文心一言是百度开发的AI聊天机器人,通过对话可以生成各种形式的内容。

讯飞写作
讯飞写作

基于讯飞星火大模型的AI写作工具,可以快速生成新闻稿件、品宣文案、工作总结、心得体会等各种文文稿

即梦AI
即梦AI

一站式AI创作平台,免费AI图片和视频生成。

ChatGPT
ChatGPT

最最强大的AI聊天机器人程序,ChatGPT不单是聊天机器人,还能进行撰写邮件、视频脚本、文案、翻译、代码等任务。

相关专题

更多
堆和栈的区别
堆和栈的区别

堆和栈的区别:1、内存分配方式不同;2、大小不同;3、数据访问方式不同;4、数据的生命周期。本专题为大家提供堆和栈的区别的相关的文章、下载、课程内容,供大家免费下载体验。

443

2023.07.18

堆和栈区别
堆和栈区别

堆(Heap)和栈(Stack)是计算机中两种常见的内存分配机制。它们在内存管理的方式、分配方式以及使用场景上有很大的区别。本文将详细介绍堆和栈的特点、区别以及各自的使用场景。php中文网给大家带来了相关的教程以及文章欢迎大家前来学习阅读。

605

2023.08.10

线程和进程的区别
线程和进程的区别

线程和进程的区别:线程是进程的一部分,用于实现并发和并行操作,而线程共享进程的资源,通信更方便快捷,切换开销较小。本专题为大家提供线程和进程区别相关的各种文章、以及下载和课程。

765

2023.08.10

Python 多线程与异步编程实战
Python 多线程与异步编程实战

本专题系统讲解 Python 多线程与异步编程的核心概念与实战技巧,包括 threading 模块基础、线程同步机制、GIL 原理、asyncio 异步任务管理、协程与事件循环、任务调度与异常处理。通过实战示例,帮助学习者掌握 如何构建高性能、多任务并发的 Python 应用。

377

2025.12.24

java多线程相关教程合集
java多线程相关教程合集

本专题整合了java多线程相关教程,阅读专题下面的文章了解更多详细内容。

32

2026.01.21

C++多线程相关合集
C++多线程相关合集

本专题整合了C++多线程相关教程,阅读专题下面的的文章了解更多详细内容。

29

2026.01.21

C# 多线程与异步编程
C# 多线程与异步编程

本专题深入讲解 C# 中多线程与异步编程的核心概念与实战技巧,包括线程池管理、Task 类的使用、async/await 异步编程模式、并发控制与线程同步、死锁与竞态条件的解决方案。通过实际项目,帮助开发者掌握 如何在 C# 中构建高并发、低延迟的异步系统,提升应用性能和响应速度。

103

2026.02.06

word背景色怎么改成白色
word背景色怎么改成白色

Word是微软公司的一个文字处理器软件。word为用户提供了专业而优雅的文档工具,帮助用户节省时间并得到优雅美观的结果。word提供了许多易于使用的文档创建工具,同时也提供了丰富的功能供创建复杂的文档使用。怎么word背景色怎么该呢?php中文网给大家带来了相关的教程以及文章,欢迎大家前来阅读学习。

3738

2023.07.21

C# ASP.NET Core微服务架构与API网关实践
C# ASP.NET Core微服务架构与API网关实践

本专题围绕 C# 在现代后端架构中的微服务实践展开,系统讲解基于 ASP.NET Core 构建可扩展服务体系的核心方法。内容涵盖服务拆分策略、RESTful API 设计、服务间通信、API 网关统一入口管理以及服务治理机制。通过真实项目案例,帮助开发者掌握构建高可用微服务系统的关键技术,提高系统的可扩展性与维护效率。

3

2026.03.11

热门下载

更多
网站特效
/
网站源码
/
网站素材
/
前端模板

精品课程

更多
相关推荐
/
热门推荐
/
最新课程
Kotlin 教程
Kotlin 教程

共23课时 | 4.3万人学习

C# 教程
C# 教程

共94课时 | 11.2万人学习

Java 教程
Java 教程

共578课时 | 80.9万人学习

关于我们 免责申明 举报中心 意见反馈 讲师合作 广告合作 最新更新
php中文网:公益在线php培训,帮助PHP学习者快速成长!
关注服务号 技术交流群
PHP中文网订阅号
每天精选资源文章推送

Copyright 2014-2026 https://www.php.cn/ All Rights Reserved | php.cn | 湘ICP备2023035733号