JVM對Java的原生鎖做了哪些優(yōu)化?
JVM對Java的原生鎖(即synchronized關(guān)鍵字)做了許多優(yōu)化，其中包括：
1.偏向鎖(Biased Locking)
當(dāng)一個(gè)線程獲取鎖后，JVM會將鎖的對象頭標(biāo)記為偏向鎖。此時(shí)，該線程可以無需競爭地獲取該鎖。這種情況下，鎖的獲取和釋放不需要額外的開銷，因?yàn)槠蜴i會記錄線程ID，使得在該線程持有鎖期間，其他線程無法獲取該鎖。只有在其他線程嘗試獲取鎖時(shí)，才會升級為輕量級鎖。
2.輕量級鎖(Lightweight Locking)
當(dāng)多個(gè)線程爭奪鎖時(shí)，JVM會將鎖標(biāo)記為輕量級鎖。此時(shí)，JVM會在鎖對象的對象頭中記錄指向線程棧中鎖記錄的指針，以及用于保存原始對象的指針。這樣，當(dāng)一個(gè)線程嘗試獲取該鎖時(shí)，JVM會將該線程的棧幀中的鎖記錄與鎖對象頭中的指針進(jìn)行比較。如果相同，則表示該線程已經(jīng)獲得了該鎖;否則，JVM會使用CAS操作嘗試將鎖對象頭中的指針指向當(dāng)前線程的鎖記錄。如果CAS操作成功，表示當(dāng)前線程成功獲得了鎖。否則，表示有其他線程爭奪該鎖，此時(shí)JVM會將鎖升級為重量級鎖。
3.重量級鎖(Heavyweight Locking)
當(dāng)多個(gè)線程爭奪鎖時(shí)，如果無法獲得鎖，則會升級為重量級鎖。此時(shí)，JVM會使用操作系統(tǒng)的互斥量實(shí)現(xiàn)鎖。重量級鎖的開銷非常大，因?yàn)樾枰M(jìn)行用戶態(tài)與內(nèi)核態(tài)之間的上下文切換。
下面是一個(gè)簡單的代碼演示，展示了偏向鎖、輕量級鎖和重量級鎖的使用情況。
public class SynchronizedDemo {
? ?private int count = 0;
? ?public synchronized void increment() {
? ? ? ?count++;
? ?}
? ?public static void main(String[] args) {
? ? ? ?SynchronizedDemo demo = new SynchronizedDemo();
? ? ? ?for (int i = 0; i < 100000; i++) {
? ? ? ? ? ?demo.increment();
? ? ? ?}
? ? ? ?System.out.println(demo.count);
? ?}}
在這個(gè)示例中，我們使用synchronized關(guān)鍵字來對increment()方法進(jìn)行同步。由于該方法是實(shí)例方法，因此鎖對象是該實(shí)例對象。當(dāng)多個(gè)線程同時(shí)訪問該方法時(shí)，JVM會根據(jù)鎖的狀態(tài)來選擇使用偏向鎖、輕量級鎖或重量級鎖。具體的選擇過程是由JVM內(nèi)部的鎖升級算法來決定的，這里不再詳細(xì)展開。
