Java偏向鎖實現原理(Biased Locking)

閱讀本文的讀者，須要對Java輕量級鎖有必定的瞭解，知道lock record, mark word之類的名詞。能夠參考個人一篇博文：Java輕量級鎖原理詳解（Lightweight Locking）

Java偏向鎖(Biased Locking)是Java6引入的一項多線程優化。它經過消除資源無競爭狀況下的同步原語，進一步提升了程序的運行性能。

輕量級鎖也是一種多線程優化，它與偏向鎖的區別在於，輕量級鎖是經過CAS來避免進入開銷較大的互斥操做，而偏向鎖是在無競爭場景下徹底消除同步，連CAS也不執行（CAS自己仍舊是一種操做系統同步原語，始終要在JVM與OS之間來回，有必定的開銷）。

所謂的無競爭場景，舉個例子，就是單線程訪問帶同步的資源或方法。

 

偏向鎖實現原理

偏向鎖，顧名思義，它會偏向於第一個訪問鎖的線程，若是在接下來的運行過程當中，該鎖沒有被其餘的線程訪問，則持有偏向鎖的線程將永遠不須要觸發同步。
若是在運行過程當中，遇到了其餘線程搶佔鎖，則持有偏向鎖的線程會被掛起，JVM會嘗試消除它身上的偏向鎖，將鎖恢復到標準的輕量級鎖。(偏向鎖只能在單線程下起做用)

經過下圖能夠更直觀的理解偏向鎖：

這張圖，省略了輕量級鎖相關的幾處步驟，將關注點更多地聚焦在偏向鎖的狀態變化上。
偏向模式和非偏向模式，在下面的mark word表中，主要體如今thread ID字段是否爲空。

掛起持有偏向鎖的線程，這步操做相似GC的pause，但不一樣之處是，它只掛起持有偏向鎖的線程（非當前線程）。

在搶佔模式的橙色區域說明中有提到，指向當前堆棧中最近的一個lock record（在輕量級鎖原理一文有講到，lock record是進入鎖前會在stack上建立的一分內存空間）。
這裏提到的最近的一個lock record，其實就是當前鎖所在的stack frame上分配的lock record。
整個步驟是從偏向鎖恢復到輕量級鎖的過程。

偏向鎖也會帶來額外開銷

在JDK6中，偏向鎖是默認啓用的。它提升了單線程訪問同步資源的性能。
但試想一下，若是你的同步資源或代碼一直都是多線程訪問的，那麼消除偏向鎖這一步驟對你來講就是多餘的。事實上，消除偏向鎖的開銷仍是蠻大的。

因此在你很是熟悉本身的代碼前提下，大可禁用偏向鎖 -XX:-UseBiasedLocking 。