90、Java虚拟机对锁的优化：锁消除、锁粗化、偏向锁、自旋锁（上）

从JDk 1.6开始，JVM就对synchronized锁进行了很多的优化

有个别同学完全没搞明白并发到底是怎么回事，一直追着问，什么是偏向锁，什么是自旋锁，锁是一种单独的锁类别。真是不懂并发技术，小白，小菜，too young too simple。其实是synchronized底层的优化和实现

synchronized说是锁，但是他的底层加锁的方式 可能不同，偏向锁的方式来加锁，自旋锁的方式来加锁，轻量级锁的方式来加锁

这些东西本身你只要了解一个概念就可以了，JDK 1.6开始对synchronized关键字做过哪些优化，有哪些加锁的方式，效果是什么，作用是什么，在实际的开发和使用中，根本就不需要你去过多的care一些东西

synchronized(this) {

}

（1）锁消除

锁消除是JIT编译器对synchronized锁做的优化，在编译的时候，JIT会通过逃逸分析技术，来分析synchronized锁对象，是不是只可能被一个线程来加锁，没有其他的线程来竞争加锁，这个时候编译就不用加入monitorenter和monitorexit的指令

这就是，仅仅一个线程争用锁的时候，就可以消除这个锁了，提升这段代码的执行的效率，因为可能就只有一个线程会来加锁，不涉及到多个线程竞争锁

（2）锁粗化

synchronized(this) {

}

synchronized(this) {

}

synchronized(this) {

}

这个意思就是，JIT编译器如果发现有代码里连续多次加锁释放锁的代码，会给合并为一个锁，就是锁粗化，把一个锁给搞粗了，避免频繁多次加锁释放锁

（3）偏向锁

这个意思就是说，monitorenter和monitorexit是要使用CAS操作加锁和释放锁的，开销较大，因此如果发现大概率只有一个线程会主要竞争一个锁，那么会给这个锁维护一个偏好（Bias），后面他加锁和释放锁，基于Bias来执行，不需要通过CAS

性能会提升很多

但是如果有偏好之外的线程来竞争锁，就要收回之前分配的偏好

可能只有一个线程会来竞争一个锁，但是也有可能会有其他的线程来竞争这个锁，但是其他线程唉竞争锁的概率很小

如果有其他的线程来竞争这个锁，此时就会收回之前那个线程分配的那个Bias偏好

（4）轻量级锁

如果偏向锁没能成功实现，就是因为不同线程竞争锁太频繁了，此时就会尝试采用轻量级锁的方式来加锁，就是将对象头的Mark Word里有一个轻量级锁指针，尝试指向持有锁的线程，然后判断一下是不是自己加的锁

如果是自己加的锁，那就执行代码就好了

如果不是自己加的锁，那就是加锁失败，说明有其他人加了锁，这个时候就是升级为重量级锁

（5）适应性锁

这是JIT编译器对锁做的另外一个优化，如果各个线程持有锁的时间很短，那么一个线程竞争锁不到，就会暂停，发生上下文切换，让其他线程来执行。但是其他线程很快释放锁了，然后暂停的线程再次被唤醒

也就是说在这种情况下，线程会频繁的上下文切换，导致开销过大

所以对这种线程持有锁时间很短的情况，是可以采取忙等策略的，也就是一个线程没竞争到锁，进入一个while循环不停等待，不会暂停不会发生线程上下文切换，等到机会获取锁就继续执行好了

一直追问我，什么自旋锁，不是什么事儿，当然，如果要站在jvm的底层层面，去说清楚的话，确实是比较复杂的，但是我觉得起码目前为止，暂时也没必要，各种锁底层是如何来实现的，完全可以等到以后jvm那块都讲过之后

再回过头来深入jvm底层的原理来剖析：偏向锁、自旋锁、轻量级锁，jvm层面的概念，栈侦，Load Record，不一定能听懂，基础的知识没有铺垫好，需要通过调节jvm的一些参数来优化底层synchronized里的各种加锁方式的使用

这样可以大幅度减少线程上下文的切换，而这种自旋等待获取锁的方式，就是所谓自旋锁，就是不断的自旋尝试获取锁

如果一个线程持有锁的时间很长，那么其他线程获取不到锁，就会暂停，发生上下文切换，让其他线程来执行，这种自己暂停获取锁的方式，就是所谓的重量级锁

这个根据不同情况自动调整的过程，就是适应锁的意思