Java鎖機制

問：爲何說java的syncronized關鍵字的效率很低？

這是由於，java中線 程是映射到操做系統的原生線程上的。若是要喚醒或者是阻塞一條線程須要操做系統的幫忙。這就須要從用戶態轉換到核心態。所以，狀態轉換須要至關長的時間。 因此說syncronized關鍵字是java中比較重量級的操做。虛擬機自己會作一些優化。好比，在通知操做系統阻塞線程以前，加入一段自旋等待過程， 避免頻繁的切入到和心態中。

除了syncronized關鍵字，java中還可使用java.lang.concurrent包中的ReentrantLock來實現同步。在基本用法上，兩者相似。可是ReentrantLock增長了一些高級特性，只要有如下三個：

第1、等待可中斷

第2、公平鎖

第3、鎖綁定多個條件

等待可中斷是指，等待的線程在等待超過必定時間以後，能夠選擇繼續等待，或者也能夠不等待直接去作其餘事情了。這對於執行時間很是長的同步塊來講頗有用。

公平鎖是指，線程必須按照排隊的順序來得到鎖，而非公平鎖則不保證這一點。在非公平鎖中，任何一個等待的線程都有可能得到鎖。

鎖綁定多個條件是指，一個 ReentrantLock對象能夠同時綁定多個Condition對象。而在syncronized中，鎖對象的wait和notify或者是 notifyall方法能夠實現一個隱含的條件，若是要和多於一個的條件進行關聯的時候，則不得不額外的添加一個鎖。ReentrantLock不須要額 外的添加一個鎖，只須要屢次調用newCondition()方法便可。

與syncronized相比，ReentrantLock的性能能夠保持在一個比較穩定的水平。從java1.6開始，syncronized與ReentrantLock在性能上徹底持平了。因此在1.6以後，性能就不是選擇ReentrantLock的緣由了。

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鎖的優化

jvm針對鎖進行了一些優化

第1、自旋鎖和自適應自旋

第2、鎖消除

第3、鎖粗化

第4、輕量級鎖

第5、偏向鎖

其中，自旋鎖，是指線程在等待一個鎖的時候，不放棄cpu時間，而是在忙等。這個功能是有缺點的，好比說，等待時間過長，那麼自旋只會白白浪費cpu時間。若是等待時間很短，那麼自旋卻是頗有價值。

自適應自旋鎖因而誕生了。若是上一次自旋成功了，那麼自適應自旋鎖會認爲下一次等待也應該會成功，因而能夠適當的放寬自旋的等待時間。若是以前一直自旋失敗，那麼會省掉這個自旋過程，直接進入線程掛起。

鎖消除是指，根據代碼逃逸技術，若是判斷到一段代碼中，堆上的數據不會逃逸出當前線程，那麼能夠認爲這段代碼是線程安全的，沒必要要加鎖好比說String a="a"+"b"，這段代碼中實際上是有鎖的【想一想StringBuffer】，可是編譯器把鎖給優化掉了。

鎖粗化，什麼是粗化？？好比說String a="a"+"b"+"c"，這裏實際上是有多個鎖操做的。可是在同一個函數裏面，是沒有代碼競爭的，根本就沒有必要進行鎖操做。因而，編譯器就能夠優化掉這部分鎖操做。

輕量級鎖，是JDK1.6新增的鎖機制。這裏的輕量級是針對須要操做系統互斥量來實現的傳統鎖而言的。所以傳統的鎖被稱做是「重量級鎖」。輕量級鎖並非用來取代重量級鎖的，他的本意是在沒有多線程競爭的狀況下，減小傳統的重量級鎖使用操做系統互斥量產生的性能損耗。

偏向鎖，也是1.6才引入的一項鎖優化。目的是爲了消除數據在無競爭的狀況下的同步原語。進一步提升程序的性能。偏 向鎖就是「偏袒」第一個得到這個鎖的線程，若是在接下來的執行過程當中，該鎖沒有被其餘線程獲取，那麼該線程將永遠不須要再次進行同步。可是當另一個線程 嘗試獲取該鎖的時候，偏向模式宣告結束。根據鎖定對象的當前狀態，撤銷偏向後恢復到未鎖定狀態或者是進入輕量級鎖定狀態。能夠看出，若是程序中大多數的鎖 都是被多個線程所訪問的，那麼偏向鎖就是多餘的。