Java 并发面试题, 当 Java 的 synchronized 升级到重量级锁时,会发生什么?

Step 1

Q:: Java 的 synchronized 升级到重量级锁时，会发生什么？

A:: 当 Java 的 synchronized 关键字被使用时，首先尝试使用偏向锁和轻量级锁。如果多个线程竞争同一个锁且竞争激烈，锁会升级为重量级锁。重量级锁使用操作系统的互斥锁 (mutex)，导致线程切换和上下文切换，增加了系统开销，降低了并发性能。

Step 2

Q:: 什么是偏向锁？

A:: 偏向锁是一种优化锁机制，旨在减少没有竞争的情况下的同步开销。如果一个线程获取了锁，锁进入偏向模式，线程在进入和退出同步块时无需进行同步操作，直到另一线程尝试获取该锁，锁才会被撤销。

Step 3

Q:: 轻量级锁是什么？

A:: 轻量级锁是在偏向锁失败后的一种锁优化形式。它通过CAS（Compare-And-Swap）操作来尝试获取锁，如果获取失败，则自旋等待，而不是立即阻塞线程。这样可以减少线程切换的开销，但如果自旋次数过多，仍然会降级为重量级锁。

Step 4

Q:: 自旋锁的优缺点是什么？

A:: 自旋锁的优点是避免线程上下文切换的开销，适用于锁定时间较短的场景。缺点是自旋会占用CPU时间，如果锁定时间较长，会导致CPU资源浪费，降低系统整体性能。