Java怎么理解synchronized锁升级中的惰性撤销与批量重偏向

胖婷酱_2810

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2026-06-04

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原创

惰性撤销指jvm不立即处理偏向锁竞争,而是延迟至安全点统一检查并决定恢复无锁或升级轻量级锁;批量重偏向在同类对象第20次撤销时预测趋势,直接将后续对象偏向新线程,跳过中间升级步骤。

理解 synchronized 锁升级中的“惰性撤销”和“批量重偏向”,关键在于看清 jvm 如何在**真实竞争发生前**,用延迟、聚合的方式减少开销,而不是一有风吹草动就立刻升级锁。

惰性撤销:不急着处理,等安全点再动手

惰性撤销(Lazy Revocation)不是指“不撤销”,而是指 JVM 不在竞争发生的瞬间立即执行撤销操作,而是把撤销动作推迟到线程进入“安全点”(Safepoint)时才统一处理。

  • 当线程 B 尝试获取一个已被线程 A 偏向的对象锁时,JVM 并不会马上挂起 A、扫描栈帧、修改对象头——这太重了
  • 而是先标记该锁“需要撤销”,然后等待线程 A 自然运行到安全点(例如方法返回、循环边界、GC 触发点等),此时 A 会被短暂暂停
  • 在安全点内,JVM 才真正检查:A 是否还在持有该锁?若已退出同步块,就直接恢复为无锁状态;若仍在临界区内,就升级为轻量级锁

这种“等一等再办”的策略,避免了高频竞争下反复挂起线程、遍历栈帧的开销,是典型的以时间换效率的优化。

批量重偏向:20个之后,直接改方向

批量重偏向(Bulk Rebias)解决的是“一类对象被不同线程轮番访问”的典型场景。它不逐个撤销再重设,而是一次性预测并调整整个类的偏向趋势。

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  • 默认阈值是 20(由 -XX:BiasedLockingBulkRebiasThreshold=20 控制):当同一个类的第 20 个对象发生偏向锁撤销时,JVM 判定“这类对象接下来大概率要被新线程使用”
  • 于是,对后续新建或尚未加锁的同类型对象,不再走“撤销→轻量锁→再竞争”的老路,而是直接用 CAS 将对象头改为偏向新线程(比如线程 B),跳过中间态
  • 这样,原本可能触发 50 次轻量级锁膨胀的操作,压缩为前 19 次轻量锁 + 后 31 次直接重偏向,大幅降低 CAS 和锁记录创建次数

两者配合的本质:用统计规律代替即时响应

惰性撤销关注“单个锁撤销的时机”,批量重偏向关注“一类锁的演化趋势”。它们共同体现了 JVM 对锁行为的经验建模:

  • 不假设每次竞争都严重,所以不立刻升级重量级锁
  • 不假设每次撤销都孤立,所以不重复做相似操作
  • 用延迟(惰性)和聚类(批量)把高频率的小代价操作,合并为低频次的可控代价操作

这套机制在单线程主导、偶有交叉访问的业务场景(如 Web 请求中每个线程处理独立 Session 对象)中效果显著;但在高并发争抢同一资源的场景下,偏向锁本身会被禁用或快速退化——这也是 JDK 15+ 默认关闭偏向锁的原因之一。

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