synchronized 重量级锁

synchronized 关键字在 Java 中用于实现线程同步，其中的重量级锁是指 synchronized 在底层实现上使用的一种锁机制。

在 Java 中，synchronized 可以用于修饰实例方法、静态方法和代码块。当 synchronized 关键字修饰一个方法或代码块时，它会获取对象的锁，并且在执行完 synchronized 代码块后会释放锁。

重量级锁是指 synchronized 在底层使用的一种互斥量实现，也称为悲观锁。它的特点是在多线程竞争情况下，会导致其他线程阻塞等待锁的释放，从而影响程序的性能。

在 Java 6 及之前的版本中，synchronized 关键字使用的是重量级锁（也称为监视器锁或内部锁）的实现方式。这种实现方式是基于操作系统的互斥量来实现的，需要进行用户态和内核态的切换，开销较大。

然而，在 Java 6 Update 23 及之后的版本中，JVM 引入了偏向锁、轻量级锁和重量级锁三种状态来提高 synchronized 的性能。在没有竞争的情况下，synchronized 会使用偏向锁和轻量级锁，只有在竞争激烈时才会升级为重量级锁。

总结来说，重量级锁是 synchronized 在底层实现中使用的一种互斥量，它的特点是在多线程竞争情况下会导致其他线程阻塞等待锁的释放，性能相对较低。但在 Java 6 Update 23 及以后的版本中，JVM 引入了偏向锁和轻量级锁来提高 synchronized 的性能。

相关问题

synchronized 重量级锁会退化成无锁吗

### 回答1：
`synchronized` 锁分为偏向锁、轻量级锁和重量级锁三种状态，其中重量级锁是最慢的一种锁。在竞争激烈的多线程环境下，`synchronized` 锁的状态可能会从重量级锁退化为轻量级锁，甚至无锁状态。

当多个线程同时竞争一个锁时，`synchronized` 锁会从偏向锁升级为轻量级锁，如果此时仍然有线程竞争，就会进一步升级为重量级锁。当竞争减少时，锁会逐渐降级，最终回到偏向锁状态。

在锁退化为无锁状态的情况下，多个线程可以同时访问同一个资源，但是需要保证资源的线程安全性。这种情况下需要使用其他的线程安全机制，例如 `volatile` 关键字、CAS 算法或者并发容器等。

### 回答2：
synchronized 是 Java 中用于实现线程安全的关键字，它可以修饰方法或者代码块。在使用 synchronized 关键字时，如果多个线程同时访问某个需要同步的代码块或方法，只有一个线程可以获得锁并执行，其他线程需要等待释放锁之后才能进入。

在具体实现上，synchronized 锁分为重量级锁和轻量级锁两种。对于轻量级锁而言，它是一种基于CAS（Compare and Swap）操作实现的乐观锁，当没有竞争时，它可以在用户态中完成加锁和解锁操作，性能比较高。而重量级锁则是基于操作系统的互斥量(mutex)实现的悲观锁，当有竞争时，会涉及到内核态和用户态之间的切换，代价较高。

因此，synchronized 重量级锁不会退化成无锁。当代码块或方法的竞争情况较为激烈时，会导致大量线程竞争锁，而且存在频繁的内核态和用户态切换，这个过程中性能会有明显下降。但是无锁是指完全没有锁的情况，而 synchronized 关键字至少会提供互斥保护，确保了线程安全性。所以，synchronized 关键字不会退化到无锁状态。

总之，synchronized 关键字的重量级锁虽然会在高竞争情况下性能下降，但不会退化成无锁状态，还是会提供互斥保护，确保线程安全。若要避免锁的竞争，可以考虑使用更轻量级的锁，比如 ConcurrentHashMap 中的分段锁或者使用 java.util.concurrent 包中提供的其他锁机制。

synchronized 偏向锁直接升级为重量级锁吗？重量级锁怎么实现的？

不是的，synchronized 偏向锁会先升级为轻量级锁，如果竞争依然激烈，则升级为重量级锁。

重量级锁的实现是通过操作系统的互斥量（Mutex）来实现的。当一个线程获取到重量级锁时，它会进入阻塞状态，直到其他线程释放这个锁。这种锁的特点是可以保证线程安全，但是在高并发场景下，由于需要频繁地进行线程阻塞和唤醒操作，会严重影响程序的性能。因此，在实际开发中，需要尽量避免过多地使用重量级锁，尽可能使用轻量级锁和偏向锁来提高并发性能。