淺談Java虛擬機(jī)對內(nèi)部鎖的四種優(yōu)化方式-創(chuàng)新互聯(lián)

自Java 6/Java 7開始，Java虛擬機(jī)對內(nèi)部鎖的實(shí)現(xiàn)進(jìn)行了一些優(yōu)化。這些優(yōu)化主要包括鎖消除（Lock Elision）、鎖粗化（Lock Coarsening）、偏向鎖（Biased Locking）以及適應(yīng)性鎖（Adaptive Locking）。這些優(yōu)化僅在Java虛擬機(jī)server模式下起作用（即運(yùn)行Java程序時(shí)我們可能需要在命令行中指定Java虛擬機(jī)參數(shù)“-server”以開啟這些優(yōu)化）。

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1 鎖消除

鎖消除（Lock Elision）是JIT編譯器對內(nèi)部鎖的具體實(shí)現(xiàn)所做的一種優(yōu)化。

鎖消除（Lock Elision）示意圖

在動態(tài)編譯同步塊的時(shí)候，JIT編譯器可以借助一種被稱為逃逸分析（Escape Analysis）的技術(shù)來判斷同步塊所使用的鎖對象是否只能夠被一個(gè)線程訪問而沒有被發(fā)布到其他線程。如果同步塊所使用的鎖對象通過這種分析被證實(shí)只能夠被一個(gè)線程訪問，那么JIT編譯器在編譯這個(gè)同步塊的時(shí)候并不生成synchronized所表示的鎖的申請與釋放對應(yīng)的機(jī)器碼，而僅生成原臨界區(qū)代碼對應(yīng)的機(jī)器碼，這就造成了被動態(tài)編譯的字節(jié)碼就像是不包含monitorenter（申請鎖）和monitorexit（釋放鎖）這兩個(gè)字節(jié)碼指令一樣，即消除了鎖的使用。這種編譯器優(yōu)化就被稱為鎖消除（Lock Elision），它使得特定情況下我們可以完全消除鎖的開銷。

Java標(biāo)準(zhǔn)庫中的有些類（比如StringBuffer）雖然是線程安全的，但是在實(shí)際使用中我們往往不在多個(gè)線程間共享這些類的實(shí)例。而這些類在實(shí)現(xiàn)線程安全的時(shí)候往往借助于內(nèi)部鎖。因此，這些類是鎖消除優(yōu)化的常見目標(biāo)。

清單12-1  可進(jìn)行鎖消除優(yōu)化的示例代碼

public class LockElisionExample {

 public static String toJSON(ProductInfo productInfo) {
  StringBuffer sbf = new StringBuffer();
  sbf.append("{\"productID\":\"").append(productInfo.productID);
  sbf.append("\",\"categoryID\":\"").append(productInfo.categoryID);
  sbf.append("\",\"rank\":").append(productInfo.rank);
  sbf.append(",\"inventory\":").append(productInfo.inventory);
  sbf.append('}');

  return sbf.toString();
 }
}

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