691.JVM 对 Java 的 原 生 锁 做 了 哪 些 优 化 ？

在 Java 6 之 前 ， Monitor 的 实 现 完 全 依 赖 底 层 操 作 系 统 的 互 斥 锁 来 实 现 ， 也 就 是 我 们 刚 才 在 问 题 二 中 所 阐 述 的 获 取 /释 放 锁 的 逻 辑 。

由 于 Java 层 面 的 线 程 与 操 作 系 统 的 原 生 线 程 有 映 射 关 系 ， 如 果 要 将 一 个 线 程 进 行 阻 塞 或 唤 起 都 需 要 操 作 系 统 的 协 助 ， 这 就 需 要 从 用 户 态 切 换 到 内 核 态 来 执 行 ， 这 种 切 换 代 价 十 分 昂 贵 ， 很 耗 处 理 器 时 间 ， 现 代 JDK 中 做 了 大 量 的 优 化 。

一 种 优 化 是 使 用 自 旋 锁 ， 即 在 把 线 程 进 行 阻 塞 操 作 之 前 先 让 线 程 自 旋 等 待 一 段 时 间 ， 可 能 在 等 待 期 间 其 他 线 程 已 经 解 锁 ， 这 时 就 无 需 再 让 线 程 执 行 阻 塞 操 作 ， 避 免 了 用 户 态 到 内 核 态 的 切 换 。现 代 JDK 中 还 提 供 了 三 种 不 同 的 Monitor 实 现 ， 也 就 是 三 种 不 同 的 锁 ：

1. 偏 向 锁 （ Biased Locking）
2. 轻 量 级 锁
3. 重 量 级 锁

这 三 种 锁 使 得 JDK 得 以 优 化 Synchronized 的 运 行 ， 当 JVM 检 测 到 不 同 的 竞 争 状 况 时 ， 会 自 动 切 换 到 适 合 的 锁 实 现 ， 这 就 是 锁 的 升 级 、降 级 。

1. 当 没 有 竞 争 出 现 时 ， 默 认 会 使 用 偏 向 锁 。
   JVM 会 利 用 CAS 操 作 ， 在 对 象 头 上 的 Mark Word 部 分 设 置 线 程 ID， 以 表 示 这 个 对 象 偏 向 于 当 前 线 程 ， 所 以 并 不 涉 及 真 正 的 互 斥 锁 ， 因 为 在 很 多 应 用 场 景 中 ， 大 部 分 对 象 生 命 周 期 中 最 多 会 被 一 个 线 程 锁 定 ，使 用 偏 斜 锁 可 以 降 低 无 竞 争 开 销 。

2. 如 果 有 另 一 线 程 试 图 锁 定 某 个 被 偏 斜 过 的 对 象 ， JVM 就 撤 销 偏 斜 锁 ，切 换 到 轻 量 级 锁 实 现 。

3. 轻 量 级 锁 依 赖 CAS 操 作 Mark Word 来 试 图 获 取 锁 ， 如 果 重 试 成 功 ，就 使 用 普 通 的 轻 量 级 锁 ； 否 则 ， 进 一 步 升 级 为 重 量 级 锁 。