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一、自旋锁与自适应自旋
互斥同步对性能最大的影响是阻塞的实现，挂起线程和恢复线程的操作都需要转入内核态中完成，这些操作给系统的并发性能带来了很大的压力。
让后面请求锁的那个线程“稍等一下”，但不放弃处理器的执行时间，看看持有锁的线程是否很快就会释放锁。为了让线程等待，我们只需让线程执行一个忙循环（自旋），这项技术就是所谓的自旋锁。
在JDK 1.6中就已经改为默认开启了。
缺陷：自旋等待本身虽然避免了线程切换的开销，但它要占用处理器时间。如果锁被占用的时间很短，自旋等待的效果就会非常好，反之，如果锁被占用的时间很长，那么自旋的线程只会白白消耗处理器资源，而不会做任何有用的工作，反而会带来性能上的浪费。
自旋次数的默认值是10次，可以使用参数-XX：PreBlockSpin来更改。
在JDK 1.6中引入了自适应的自旋锁。自旋的时间不再固定了，而是由前一次在同一个锁上的自旋时间及锁的拥有者的状态来决定。
二、锁消除
锁消除是指虚拟机即时编译器在运行时，对一些代码上要求同步，但是被检测到不可能存在共享数据竞争的锁进行消除。
三、锁粗化
如果一系列的连续操作都对同一个对象反复加锁和解锁，甚至加锁操作是出现在循环体中的，那即使没有线程竞争，频繁地进行互斥同步操作也会导致不必要的性能损耗。
如果虚拟机探测到有这样一串零碎的操作都对同一个对象加锁，将会把加锁同步的范围扩展（粗化）到整个操作序列的外部。
四、轻量级锁
“轻量级”是相对于使用操作系统互斥量来实现的传统锁而言的，因此传统的锁机制就称为“重量级”锁。（CAS）
轻量级锁并不是用来代替重量级锁的，在没有多线程竞争的前提下，减少传统的重量级锁使用操作系统互斥量产生的性能消耗。
虚拟机的对象头（Object Header）分为两部分信息：
第一部分用于存储对象自身的运行时数据，如哈希码（HashCode）、GC分代年龄（Generational GC Age）等，这部分数据的长度在32位和64位的虚拟机中分别为32bit和64bit，官方称它为“Mark Word”，它是实现轻量级锁和偏向锁的关键。
另外一部分用于存储指向方法区对象类型数据的指针，如果是数组对象的话，还会有一个额外的部分用于存储数组长度。
轻量级锁的执行过程：
1. 在代码进入同步块的时候，如果此同步对象没有被锁定（锁标志位为“01”状态），虚拟机首先将在当前线程的栈帧中建立一个名为锁记录（Lock Record）的空间，用于存储锁对象目前的MarkWord的拷贝（官方把这份拷贝加了一个Displaced前缀，即Displaced Mark Word）。
2. 虚拟机将使用CAS操作尝试将对象的Mark Word更新为指向Lock Record的指针。如果这个更新动作成功了，那么这个线程就拥有了该对象的锁，并且对象Mark Word的锁标志位（Mark Word的最后2bit）将转变为“00”，即表示此对象处于轻量级锁定状态。
3. 如果这个更新操作失败了，虚拟机首先会检查对象的Mark Word是否指向当前线程的栈帧，如果只说明当前线程已经拥有了这个对象的锁，那就可以直接进入同步块继续执行，否则说明这个锁对象已经被其他线程抢占了。
如果有两条以上的线程争用同一个锁，那轻量级锁就不再有效，要膨胀为重量级锁
轻量级锁CAS操作之前堆栈与对象的状态 轻量级锁CAS操作之后堆栈与对象的状态
五、偏向锁
目的是消除数据在无竞争情况下的同步原语，进一步提高程序的运行性能。
轻量级锁是在无竞争的情况下使用CAS操作去消除同步使用的互斥量，那偏向锁就是在无竞争的情况下把整个同步都消除掉，连CAS操作都不做了。
（过程同轻量级锁CAS）
当有另外一个线程去尝试获取这个锁时，偏向模式就宣告结束。
偏向锁、轻量级锁的状态转化及对象Mark Word的关系
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原文地址：https://www.cnblogs.com/wq-blogs/p/11968304.html
