Java多线程编程中，synchronized的锁升级机制是如何工作的？

Java中的synchronized关键词是实现线程同步的关键，其底层依靠hotspot虚拟机的锁升级机制来优化性能。本文将结合示例代码分析synchronized的锁升级过程和原理。

以下代码演示了synchronized的使用情况，并使用claslayout工具观察锁状态的变化(需要添加jdkkhronized).internal.misc.Unsafe依赖)：

public static void main(String[] args) throws InterruptedException {
    Object obj = new Object();
    System.out.println("初始状态 =====================" + "\n" + ClassLayout.parseInstance(obj).toPrintable());
    new Thread(() -> {
        synchronized (obj) {
            System.out.println(Thread.currentThread().getName() + "获取锁执行。。。。\n"
                    + ClassLayout.parseInstance(obj).toPrintable());
        }
    }, "thread-a").start();

    Thread.sleep(1000);

    new Thread(() -> {
        synchronized (obj) {
            System.out.println(Thread.currentThread().getName() + "获取锁执行。。。\n"
                    + ClassLayout.parseInstance(obj).toPrintable());
        }
    }, "thread-b").start();

    Thread.sleep(5000);
    System.out.println(Thread.currentThread().getName() + ClassLayout.parseInstance(obj).toPrintable());
}

Synchronized的锁升级机制旨在平衡性能和线程安全，主要包括以下状态：

1. 无锁状态: 对象的初始状态，无线程持有锁。
2. 轻量级锁: 当线程访问同步块时，JVM会在线程的栈帧中创建锁记录，并尝试在对象头中创建Mark 将Word复制到锁记录中。若成功，则该线程获得轻量级锁。
3. 重量级锁: 若多线程竞争同一锁，轻量级锁升级为重量级锁。重量级锁依赖于操作系统的相互排斥，成本较高。

高版JVM取消了偏向锁，锁升级过程通常是无锁-轻量级锁-重量级锁。运行结果显示对象头Mark Word状态的变化反映了锁的升级过程。 具体状态值将因JVM版本和运行环境而异，但总体趋势是锁状态逐渐从初始状态转变为轻量级锁，甚至重量级锁，最终回到无锁状态。

立即学习“Java免费学习笔记(深入)；

synchronized的锁升级机制是hotspototed JVM的优化策略通过不同的锁状态适应不同的并发场景，在单线程访问中效率最高，在多线程竞争中升级为重量级锁，以确保线程安全。理解锁升级机制有助于编写更高效的多线程序。 需要注意的是，使用Claslayout工具需要一定的JVM内部知识，其输出结果也需要根据具体情况进行分析。

以上是Java多线程编程中synchronized的锁升级机制是如何工作的？详情请关注图灵教育其他相关文章！