偏向鎖、輕量級鎖、重量級鎖的了解和适用場景

對象頭：synchronized用的鎖是存在Java對象頭裡的。Java對象頭裡的Mark Word裡預設存儲對象的HashCode、分代年齡和鎖标記位，主要用來表示對象的線程鎖狀态。

棧幀：也叫過程活動記錄，是編譯器用來實作過程/函數調用的一種資料結構。

鎖會随着線程的競争情況逐漸更新，偏向鎖 => 輕量級鎖 => 重量級鎖 。鎖可以更新但是不能降級。更新的目的是為了提高獲得鎖和釋放鎖的效率。

偏向鎖

當一個線程通路同步塊擷取鎖時，會在對象頭和棧幀的鎖記錄裡存儲鎖偏向的線程ID,以後該線程再進入和推出同步塊時不需要進行CAS（比較和交換，下次詳細記錄一下）操作來加鎖和解鎖。

通過判斷對象頭的Mark Word裡面是否存有指向目前線程的偏向鎖來決定是否需要使用CAS競争鎖。

适用場景：偏向鎖隻适合大部分鎖沒有被競争的系統中，如果系統中存在大量被争用的鎖時，會導緻持有鎖的線程不斷切換，這時可以考慮關閉偏向鎖。

可以通過JVM參數關閉偏向鎖：

-XX:- UseBiasedLocking=false

，程式預設會進入輕量級鎖狀态。

輕量級鎖

阻塞線程需要cpu從使用者态轉到核心态，代價比較大。而且可能會出現剛阻塞不久，鎖就被釋放的情況。為了縮小性能消耗，引入輕量級鎖。

加鎖

線程在執行同步塊之前，JVM會先在目前線程的棧桢中建立用于存儲鎖記錄的空間，并将對象頭中的Mark Word複制到鎖記錄中，官方稱為Displaced Mark Word。然後線程嘗試使用 CAS将對象頭中的Mark Word替換為指向鎖記錄的指針。如果成功，目前線程獲得鎖，如果失敗，表示其他線程競争鎖，目前線程便嘗試使用自旋來擷取鎖。

解鎖

輕量級解鎖時，會使用原子的CAS操作将Displaced Mark Word替換回到對象頭，如果成功，則表示沒有競争發生。如果失敗，表示目前鎖存在競争，鎖就會膨脹成重量級鎖。

适用場景：少量線程交替擷取鎖，同步塊執行速度非常快的場景。追求響應時間。

優缺點對比

偏向鎖

優：加鎖/解鎖不需要額外的消耗

缺：有競争時，會有額外的撤銷鎖或更新鎖的消耗

輕量級鎖

優：競争的線程不會被阻塞（采用自旋），提高了程式的響應速度

缺：始終得不到鎖的線程一直自旋會消耗cpu，造成cpu浪費（自旋好像就是無實際意義的循環，可以設定一個自旋等待的最大時間）

重量級鎖

優：線程競争不使用自旋，線程競争鎖失敗後會阻塞，cpu的消耗會減少，增大了資料的吞吐量

缺：線程阻塞，響應速度慢

适用場景：大量線程同時競争鎖，追求吞吐量。

以下場景可異步化

1、列印日志

2、郵件發送 檔案上傳 定時任務同步資料

3、下發配置

4、部署服務

5、話費充值

6、微服務健康度掃描