Java锁优化

自旋锁与自适应自旋

在Java程序中锁的持有一般只会持续很短的时间，挂起和恢复线程都会产生性能损耗，让线程执行一个忙循环(自旋)去等一会锁，性能上可能会有更好的效果。
自适应自旋是等一会的时间不固定了，由系统根据上一次锁等待时间和锁拥有者状态来自适应的决定，这样系统更加智能，效率也就更高了。
显然，自旋技术适用于那些锁的持有时间一般很短的情况下，否则处理器时间就会白白浪费掉，反而对性能是一种消耗。

锁消除

虚拟机检测到已经加锁要求同步的数据不可能存在竞争和共享，对锁进行消除。

锁粗化

虚拟机检测到一连串操作都对同一个对象进行加锁，会把锁的范围扩大到包含整个这一串操作上。这样做的目的是为了防止频繁加锁和解锁带来的性能损耗。

轻量级锁

• 设计初衷是在没有多线程竞争的环境下，减少重量级锁使用带来的性能消耗。
• 轻量级锁提升性能的依据是，绝大多数的锁在数据同步周期内都不存在竞争关系。
• 轻量级锁利用CAS操作，把锁对象的Mark Word更新为指向当前线程栈帧中锁记录的指针。如果更新成功，则成功拥有锁。否则，如果当前对象Mark Word已经指向当前线程栈帧中锁记录，则证明是本线程持有锁，直接进入即可。
• 如果CAS更新不成功，且当前对象Mark Word没有指向当前线程栈帧中锁记录，说明这个锁已经被其他线程占用了。多线程抢占时，轻量级锁不再有效，升级为重量级锁。这就是所谓的锁的升级。
• 解锁时，同样用CAS操作，把Mark Word替换回来，如果成功解锁完成，否则说明有其他线程尝试获得锁，释放的同时唤醒其他线程。
• 当程序中大量出现线程竞争的情况，轻量级锁除了升级后的重量级锁开销外，还要有CAS操作的开销，性能就会比传统的重量级锁差。

偏向锁

• 偏向锁只偏向一条线程，就是占有它的线程。
• 偏向锁目的是消除在无竞争情况下的同步。
• 获取偏向锁的线程的ID被复制到锁对象的Mark Word上，之后该线程每次执行这个锁的同步块时，虚拟机都不再做任何操作。
• 直到出现其他线程竞争这个锁时，偏向模式结束。如果锁处于锁定状态，升级为轻量级锁；未锁定则恢复未锁定状态。
• 对象的Mark Word本来记录的是对象的哈希码，偏向锁需要复制线程ID到Mark Word上。因此，如果对象计算过哈希码，它就再也无法进入偏向锁状态了；如果处于偏向锁状态的对象，被要求计算哈希码，那么偏向状态被撤销，锁会膨胀为重量级锁。
• 如果系统中的锁总是被多线程竞争，则偏向锁不会带来性能提升。