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面试题

说说 synchronized 锁升级的过程;

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答案:

解答思路:

理解synchronized锁升级的过程需要了解Java中的锁升级策略,包括偏向锁、轻量级锁和重量级锁等概念。可以按照锁级别从低到高的过程进行描述。

最优回答:

synchronized锁的升级过程是为了提高并发性能,根据锁的粒度以及线程竞争情况动态调整。Java中的锁升级主要包括以下几个阶段:

  1. 偏向锁(Biased Locking):这是最基本的锁状态,当线程首次访问同步块时,会在对象头中记录当前线程的ID,后续该线程再次访问时,只需检查对象头的偏向锁字段是否指向当前线程,若指向则无需进行CAS操作或其他重量级锁的获取操作。但当有其他线程尝试访问时,偏向锁会升级为轻量级锁。
  2. 轻量级锁(Lightweight Lock):当多个线程交替执行同步块时,会使用轻量级锁来避免重量级锁的频繁上下文切换开销。轻量级锁尝试通过自旋(spin)等待的方式获取锁,若等待时间超过限制,则会膨胀为重量级锁。
  3. 重量级锁(Heavyweight Lock):当自旋等待超过限制或发生死锁等情况时,会升级为重量级锁。重量级锁依赖于操作系统的互斥量来实现线程间的同步,性能开销较大。在Java中,synchronized关键字默认使用的是重量级锁。

锁的升级是根据运行时的情况动态进行的,目的是在并发性能和资源消耗之间取得平衡。

解析:

关于synchronized锁的升级过程,还需要了解以下内容:

  1. 锁膨胀(Lock Inflation):当轻量级锁自旋等待次数过多或持有时间过长时,会膨胀为重量级锁的过程称为锁膨胀。此时会触发线程阻塞和上下文切换等开销较大的操作。
  2. 自旋锁(Spinlock):自旋锁是一种特殊的轻量级锁实现方式,它通过不断循环尝试获取锁的方式来实现线程同步。自旋等待的时间长短是可以通过JVM参数进行配置的。
  3. 锁的公平性(Fairness):对于synchronized锁而言,公平性是指等待时间最长的线程优先获得锁的能力。JDK中的一些同步机制提供了公平性的选择,但也需要权衡公平性与性能开销之间的关系。
  4. 锁的粒度(Granularity):锁的粒度指的是被同步的代码块大小或资源数量。细粒度锁意味着较小的同步块或更多的资源被同步,有助于提高并发性能;而粗粒度锁则相反。synchronized关键字在Java中默认是粗粒度锁的实现方式。

通过理解这些概念,可以更好地理解synchronized锁的升级过程及其在Java并发编程中的应用。

创作类型:
原创

本文链接:说说 synchronized 锁升级的过程;

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