Java 中偏向锁如何实现对无竞争资源的优化访问

大磊小哥_9892

大磊小哥_9892

2026-06-27

676人浏览

原创

偏向锁通过“一次登记、多次免检”优化无竞争场景:首次将线程id写入mark word并标记偏向状态,后续仅比对id即可免cas、免同步原语;其适用前提是对象长期被单一线程反复访问,一旦发生竞争即触发stw撤销,开销反超收益。

java 中偏向锁如何实现对无竞争资源的优化访问

Java 中偏向锁对无竞争资源的优化,核心在于“一次登记、多次免检”——它不靠原子操作争抢,而是靠线程身份比对直接放行。

偏向锁怎么绕过同步开销

在没有其他线程竞争的前提下,偏向锁让首次获得锁的线程把自己的 ID 写入对象头的 Mark Word,并标记为“偏向状态”。之后该线程每次再进 synchronized 块时:

  • 只需读取对象头,检查线程 ID 是否匹配自己
  • 完全跳过 CAS(Compare-and-Swap)等原子指令
  • 不触发任何 JVM 同步原语,也不涉及操作系统层面的调度干预

这比轻量级锁少了一次 CAS 操作,而 CAS 在现代 CPU 上虽快,仍需内存屏障和缓存一致性协议参与,有可观延迟。偏向锁把这部分开销降为零。

对象头如何支撑这种优化

HotSpot 对象头中的 Mark Word 在偏向锁状态下会重定义布局:

Java Maven Common
Java Maven Common

Java Maven 项目审查工作流的通用输入处理。当 Java Maven 项目以 ZIP压缩包或 GitLab 仓库 URL 形式提供且需要...时使用。

下载
  • 54 位存储持有线程的 ID(64 位 JVM 下)
  • 2 位 epoch(偏向时间戳),用于批量撤销时避免误判
  • 4 位分代年龄,与 GC 协同工作
  • 锁状态位保持为 01,但高位隐含“已偏向”语义

这种设计让 JVM 仅靠一次内存读取就能完成身份校验,无需写操作或锁总线,是性能提升的底层基础。

什么场景下真正生效

偏向锁不是万能加速器,只在明确符合以下特征时才带来显著收益:

  • 某个对象长期被单一线程反复访问(如线程局部缓存、单例配置对象)
  • 同步块执行时间短,且极少出现跨线程调用
  • 应用整体锁竞争率极低(例如批处理任务、初始化阶段、日志收集器内部状态)

一旦出现第二个线程尝试获取同一把锁,JVM 就必须撤销偏向状态,升级为轻量级锁——这个撤销过程需要暂停目标线程(stop-the-world 小片段),反而带来额外开销。

要不要主动启用或禁用

从 JDK 6 到 JDK 10,默认开启偏向锁;但从 JDK 15 开始,偏向锁已被默认禁用(-XX:+UseBiasedLocking 不再生效),因为现代应用普遍呈现高并发、多线程协作特征,偏向锁的适用面大幅收窄。

  • 若确认业务是典型单线程密集型(如嵌入式模块、离线工具类),可显式开启:-XX:+UseBiasedLocking
  • 若压测发现大量偏向锁撤销(可通过 -XX:+PrintBiasedLockingStatistics 观察),建议关闭以规避撤销开销
  • 新项目或微服务架构中,通常无需干预,默认行为已足够合理

Java免费学习笔记:立即使用
解锁 Java 大师之旅:从入门到精通的终极指南

相关文章

PHP速学视频免费教程(入门到精通)
PHP速学视频免费教程(入门到精通)

PHP怎么学习?PHP怎么入门?PHP在哪学?PHP怎么学才快?不用担心,这里为大家提供了PHP速学教程(入门到精通),有需要的小伙伴保存下载就能学习啦!

下载

相关标签:

java

本站声明:本文内容由网友自发贡献,版权归原作者所有,本站不承担相应法律责任。如您发现有涉嫌抄袭侵权的内容,请联系admin@php.cn

相关专题

更多
java
java

Java是一个通用术语,用于表示Java软件及其组件,包括“Java运行时环境 (JRE)”、“Java虚拟机 (JVM)”以及“插件”。php中文网还为大家带了Java相关下载资源、相关课程以及相关文章等内容,供大家免费下载使用。

2023.06.15

10597

6

java正则表达式语法
java正则表达式语法

java正则表达式语法是一种模式匹配工具,它非常有用,可以在处理文本和字符串时快速地查找、替换、验证和提取特定的模式和数据。本专题提供java正则表达式语法的相关文章、下载和专题,供大家免费下载体验。

2023.07.05

7722

9

java自学难吗
java自学难吗

Java自学并不难。Java语言相对于其他一些编程语言而言,有着较为简洁和易读的语法,本专题为大家提供java自学难吗相关的文章,大家可以免费体验。

2023.07.31

6732

8

java配置jdk环境变量
java配置jdk环境变量

Java是一种广泛使用的高级编程语言,用于开发各种类型的应用程序。为了能够在计算机上正确运行和编译Java代码,需要正确配置Java Development Kit(JDK)环境变量。php中文网给大家带来了相关的教程以及文章,欢迎大家前来阅读学习。

2023.08.01

1144

3

java保留两位小数
java保留两位小数

Java是一种广泛应用于编程领域的高级编程语言。在Java中,保留两位小数是指在进行数值计算或输出时,限制小数部分只有两位有效数字,并将多余的位数进行四舍五入或截取。php中文网给大家带来了相关的教程以及文章,欢迎大家前来阅读学习。

2023.08.02

948

3

java基本数据类型
java基本数据类型

java基本数据类型有:1、byte;2、short;3、int;4、long;5、float;6、double;7、char;8、boolean。本专题为大家提供java基本数据类型的相关的文章、下载、课程内容,供大家免费下载体验。

2023.08.02

1396

5

java有什么用
java有什么用

java可以开发应用程序、移动应用、Web应用、企业级应用、嵌入式系统等方面。本专题为大家提供java有什么用的相关的文章、下载、课程内容,供大家免费下载体验。

2023.08.02

2789

5

java在线网站
java在线网站

Java在线网站是指提供Java编程学习、实践和交流平台的网络服务。近年来,随着Java语言在软件开发领域的广泛应用,越来越多的人对Java编程感兴趣,并希望能够通过在线网站来学习和提高自己的Java编程技能。php中文网给大家带来了相关的视频、教程以及文章,欢迎大家前来学习阅读和下载。

2023.08.03

20091

3

配置java环境变量
配置java环境变量

配置Java环境变量是为了让操作系统能够识别和使用Java的相关命令和功能。本专题为大家提供配置java环境变量相关文章,帮助大家解决问题。

2023.08.03

1235

8

热门下载

更多
网站特效
/
网站源码
/
网站素材
/
前端模板

精品课程

更多
相关推荐
/
热门推荐
/
最新课程
dev.java 官方:Learn Java
dev.java 官方:Learn Java

共0课时 | 0人学习

Java JDBC数据库连接官方教程
Java JDBC数据库连接官方教程

共0课时 | 0人学习