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Java中偏向锁是做什么的_Java偏向锁运行机制说明

P粉602998670
发布: 2025-12-23 17:27:45
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偏向锁是JVM为减少单线程反复加锁开销而设计的优化机制,通过对象头Mark Word记录线程ID实现零成本重入,仅在发生竞争时撤销或升级锁。

java中偏向锁是做什么的_java偏向锁运行机制说明

偏向锁是JVM在无竞争场景下为减少同步开销而设计的一种锁优化机制。它的核心目的不是“防竞争”,而是“省操作”——当一个对象几乎总是被同一个线程反复加锁时,直接跳过所有同步逻辑,让该线程近乎零成本地进入同步块。

偏向锁解决什么问题

在JDK 1.6之前,哪怕只有一个线程反复执行synchronized代码块,每次都要走完整的锁获取流程(比如CAS尝试、检查锁状态等),这会带来不必要的CPU开销和指令路径复杂度。偏向锁把“这个锁大概率只归我用”这一事实提前登记下来,后续访问就变成一次简单的ID比对,连CAS都不需要。

  • 避免重复的原子操作(如CAS)
  • 消除单线程场景下的锁获取/释放开销
  • 降低用户态与内核态切换频率(重量级锁才涉及系统调用)

偏向锁怎么工作的

关键依赖对象头里的Mark Word。当线程第一次获取锁时:

  • JVM检测对象处于“可偏向”状态(未锁定、偏向标志位为1、锁标志位为01)
  • 用CAS将当前线程ID写入Mark Word,并把锁标记为“已偏向”
  • 之后该线程再进同步块,只需读取Mark Word中的线程ID,匹配即通行

整个过程不涉及操作系统互斥量,纯JVM层面完成,所以极快。

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偏向锁什么时候会失效

一旦有第二个线程尝试获取同一把锁,偏向锁就必须让位:

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  • 触发撤销:在安全点暂停原偏向线程,检查其是否存活
  • 若原线程已退出或不再持有锁,可重偏向给新线程
  • 若原线程仍在运行,则升级为轻量级锁(开始自旋)或直接膨胀为重量级锁

撤销本身有代价——要停线程、遍历帧、更新对象头。因此,频繁竞争反而会让偏向锁拖慢性能。

偏向锁适合哪些场景

不是所有同步都适合开启偏向锁。它最有效的情况是:

  • 单线程长期持有某对象锁(如单例工具类、线程局部缓存)
  • 锁竞争极少,95%以上时间由同一线程访问
  • 应用启动后早期阶段(如初始化配置、构建上下文)

像Web请求中每个请求新建对象并短暂加锁、或高频并发修改共享计数器这类场景,偏向锁基本无效,甚至建议用-XX:-UseBiasedLocking关闭。

基本上就这些。偏向锁不是万能钥匙,它是JVM在“大概率单线程”假设下做的性能妥协,理解它的适用边界比记住流程更重要。

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