当前位置:首页 > 文章列表 > 文章 > java教程 > Java锁升级:偏向锁到轻量级锁详解

Java锁升级:偏向锁到轻量级锁详解

2026-01-07 19:31:21 0浏览 收藏

亲爱的编程学习爱好者,如果你点开了这篇文章,说明你对《Java锁升级过程:偏向锁到轻量级锁解析》很感兴趣。本篇文章就来给大家详细解析一下,主要介绍一下,希望所有认真读完的童鞋们,都有实质性的提高。

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:要遍历该对象的栈帧,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:

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 hashCode、age、biased_lock、lock 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。

到这里,我们也就讲完了《Java锁升级:偏向锁到轻量级锁详解》的内容了。个人认为,基础知识的学习和巩固,是为了更好的将其运用到项目中,欢迎关注golang学习网公众号,带你了解更多关于的知识点!

Win10关闭自动休眠设置教程Win10关闭自动休眠设置教程
上一篇
Win10关闭自动休眠设置教程
PHP数组值替换技巧与方法详解
下一篇
PHP数组值替换技巧与方法详解
查看更多
最新文章
查看更多
课程推荐
  • 前端进阶之JavaScript设计模式
    前端进阶之JavaScript设计模式
    设计模式是开发人员在软件开发过程中面临一般问题时的解决方案,代表了最佳的实践。本课程的主打内容包括JS常见设计模式以及具体应用场景,打造一站式知识长龙服务,适合有JS基础的同学学习。
    543次学习
  • GO语言核心编程课程
    GO语言核心编程课程
    本课程采用真实案例,全面具体可落地,从理论到实践,一步一步将GO核心编程技术、编程思想、底层实现融会贯通,使学习者贴近时代脉搏,做IT互联网时代的弄潮儿。
    516次学习
  • 简单聊聊mysql8与网络通信
    简单聊聊mysql8与网络通信
    如有问题加微信:Le-studyg;在课程中,我们将首先介绍MySQL8的新特性,包括性能优化、安全增强、新数据类型等,帮助学生快速熟悉MySQL8的最新功能。接着,我们将深入解析MySQL的网络通信机制,包括协议、连接管理、数据传输等,让
    500次学习
  • JavaScript正则表达式基础与实战
    JavaScript正则表达式基础与实战
    在任何一门编程语言中,正则表达式,都是一项重要的知识,它提供了高效的字符串匹配与捕获机制,可以极大的简化程序设计。
    487次学习
  • 从零制作响应式网站—Grid布局
    从零制作响应式网站—Grid布局
    本系列教程将展示从零制作一个假想的网络科技公司官网,分为导航,轮播,关于我们,成功案例,服务流程,团队介绍,数据部分,公司动态,底部信息等内容区块。网站整体采用CSSGrid布局,支持响应式,有流畅过渡和展现动画。
    485次学习
查看更多
AI推荐
  • PubMedQA数据集详解:生物医学问答基准、功能与应用指南
    PubMedQA
    深入了解PubMedQA生物医学问答数据集,涵盖其核心功能、使用方法及在临床决策、药物研发等场景的应用,助力提升NLP模型性能。
    433次使用
  • H2O EvalGPT:开源LLM大模型评估与排行榜工具
    H2O EvalGPT
    H2O EvalGPT是H2O.ai推出的开源LLM评估平台,提供详细的大模型性能排行榜、行业特定基准测试及A/B测试功能,助您快速选择最适合项目的高性能大语言模型。
    508次使用
  • LMArena是什么?伯克利AI模型评估平台使用指南与功能解析
    LMArena
    LMArena是加州大学伯克利分校推出的AI模型匿名评测平台。通过盲测投票机制,用户可对比不同大模型回答并生成实时排行榜,助力开发者优化模型及用户选择最佳AI工具。
    524次使用
  • 斯坦福HELM:大语言模型Holistic Evaluation整体评估框架详解
    HELM
    深入了解斯坦福推出的HELM(Holistic Evaluation of Language Models)大模型评测体系。本文解析其核心功能、安装配置步骤及应用场景,涵盖准确性、公平性、鲁棒性等多维度指标,助力开发者全面优化语言模型性能。
    465次使用
  • MMBench详解:多模态大模型基准测试、功能特点与使用指南
    MMBench
    MMBench是由上海人工智能实验室等机构联合推出的多模态基准测试平台,提供细粒度能力评估、大规模数据集及VLMEvalKit工具。本文详细介绍其核心功能、安装使用方法及应用场景,助力开发者全面评估多模态模型性能。
    295次使用
微信登录更方便
  • 密码登录
  • 注册账号
登录即同意 用户协议 和 隐私政策
返回登录
  • 重置密码