jdk 6 引入偏向锁旨在消除单线程重复同步的 cas 开销,其启用需满足对象无锁、功能开启且过启动延迟;首次加锁用 cas 记录线程 id,后续同线程进入仅比对 id;竞争时在安全点撤销并升级为轻量级锁,类撤销超阈值则禁用该类偏向锁;适用单线程主导场景,高竞争场景应禁用。

JDK 6 对 synchronized 引入偏向锁,核心目标是消除单线程反复进入同步块时的 CAS 开销,让“无竞争”场景几乎零成本加锁。
偏向锁的触发前提
不是所有对象一创建就带偏向锁。它需满足三个条件:
- 对象未被锁定(处于无锁状态,Mark Word 中
biased_lock=0、lock=01) - 偏向锁功能已启用(默认开启,可通过
-XX:-UseBiasedLocking关闭) - 应用启动后经过一段延迟期(默认约 4 秒),JVM 才开始为新对象启用偏向锁;可设
-XX:BiasedLockingStartupDelay=0立即激活
偏向锁的获取过程
当线程首次进入 synchronized 块时:
- JVM 检查对象 Mark Word:若为无锁状态(
lock=01, biased_lock=0),则用 CAS 将当前线程 ID 写入,并置biased_lock=1、lock=01,完成偏向 - 后续该线程再次进入同一同步块,仅需比对 Mark Word 中线程 ID 是否匹配自身,一致则直接执行,不触发任何原子操作
- 若发现线程 ID 不匹配,说明有其他线程尝试竞争,此时触发偏向锁撤销流程
偏向锁的撤销与升级
撤销不是立即发生的,而是在安全点(safepoint)暂停所有线程后统一处理:
- 若原持有偏向锁的线程已退出同步块,对象头被重置为无锁状态
- 若原线程仍在持有锁,则将其锁升级为轻量级锁:将 Mark Word 改为指向栈中锁记录的指针,
lock=00,原线程继续执行 - 撤销以类为单位批量进行;若某类撤销次数超阈值(如 20 次),该类所有新对象将不再启用偏向锁
- 调用
Object.hashCode()也会强制撤销偏向锁,因哈希码需写入 Mark Word,与线程 ID 冲突
适用场景与注意事项
偏向锁只在明确“长期由单一线程主导访问”的场景下收益显著:
- 典型例子:Spring 单例 Bean 的初始化方法、配置加载器、日志门面的内部状态管理
- 高并发、多线程频繁争抢同一对象的场景(如秒杀库存扣减),反而因撤销开销拖慢性能,应禁用偏向锁
- 禁用方式:
-XX:-UseBiasedLocking,JVM 会跳过偏向阶段,直接走轻量级锁路径
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