Java 中重量级锁有哪些？使用场景是什么？

Java 中重量级锁包括 synchronized 关键字和 ReentrantLock 类。synchronized 适用于对代码块或方法进行锁定的场景，而 ReentrantLock 更适合于需要高级功能的场景，例如可重入锁、公平锁和可中断锁等。重量级锁通常适用于多线程共享资源时需要进行同步的情况。

相关问题

java重量级锁有哪些

Java中的重量级锁包括以下几种：

1. synchronized关键字：synchronized是Java中最基本的重量级锁，它可以用于方法或代码块。在使用synchronized时，会对对象的监视器进行获取和释放，确保同一时间只有一个线程可以访问被锁定的资源。

2. ReentrantLock：ReentrantLock是Java提供的可重入锁，它提供了更灵活的锁定机制。与synchronized不同的是，ReentrantLock可以在某些情况下更好地控制锁的获取和释放顺序，可以实现公平锁和非公平锁的机制。

3. ReadWriteLock：ReadWriteLock是Java中提供的用于读写操作的重量级锁。它包含了一个读锁和一个写锁。在没有写操作的情况下，多个线程可以同时获取读锁进行读操作；而在有写操作的情况下，写锁会排斥所有其他的读和写操作。

4. StampedLock：StampedLock是Java8中引入的一种新的重量级锁。它提供了一种乐观锁的机制，用于读多写少的场景。它可以比ReadWriteLock更高效地处理读操作，且支持可重入锁。

这些重量级锁在多线程环境下都可以保证数据的安全性和线程的同步，但在使用时需要根据具体的场景选择合适的锁类型，以提高程序的性能和并发能力。

偏向锁，轻量锁，重量锁的区别是什么？

### 回答1：
偏向锁、轻量级锁和重量级锁都是Java中的线程同步技术，它们主要的区别在于使用的场景和性能表现。

1. 偏向锁（Biased Locking）

偏向锁是一种针对单线程访问的优化手段。当一个线程获取偏向锁时，JVM会将对象头的Mark Word信息修改为指向该线程，以后该线程再次获取该锁时，无需进行任何同步操作，直接进入临界区即可。只有当其他线程尝试获取锁时，才会将偏向锁升级为轻量级锁或重量级锁。

2. 轻量级锁（Lightweight Locking）

当多个线程竞争同一个锁时，JVM会尝试使用轻量级锁进行同步，它是一种乐观的锁策略。当线程获取锁失败时，JVM会使用CAS操作来尝试获取锁，如果CAS操作成功，则线程进入临界区。如果CAS操作失败，则表示有多个线程竞争同一个锁，此时JVM会将轻量级锁升级为重量级锁。

3. 重量级锁（Heavyweight Locking）

当多个线程竞争同一个锁时，JVM会使用重量级锁进行同步，它是一种悲观的锁策略。重量级锁采用互斥量（Mutex）来实现，当一个线程获取锁时，其他线程必须阻塞等待。重量级锁的性能表现最差，但是它可以保证线程安全性。

总的来说，偏向锁适用于单线程访问的情况，轻量级锁适用于短时间内多个线程的竞争情况，而重量级锁适用于长时间内多个线程的竞争情况。同时，偏向锁和轻量级锁的性能都比重量级锁要好，因为它们避免了线程的阻塞和唤醒操作。

### 回答2：
偏向锁、轻量锁和重量锁都是Java中多线程同步机制中的一种实现方式。

偏向锁是针对无竞争情况下对同步代码块进行优化的机制。当一个线程访问同步代码块时，会尝试获取锁。如果此时锁对象没有被其他线程锁持有，并且没有发生竞争，即所谓的无竞争情况，那么该线程会将锁对象的对象头中的标记设置为偏向锁，并将线程ID记录在对象头中。此后，该线程再次进入同步代码块时就无需重新获取锁，可以直接进入。这样可以节省锁的竞争时间，提高执行效率。

轻量锁是针对短时间内有竞争但竞争情况不是很激烈的情况下对同步代码块进行优化的机制。当一个线程访问同步代码块时，如果发现锁对象的对象头中的标记是偏向锁，并且记录的线程ID与当前线程ID相同，那么表示该线程持有偏向锁，可以直接进入临界区。而如果发现锁对象的对象头中的标记是偏向锁，但记录的线程ID与当前线程ID不同，那么说明该对象有竞争，此时会通过CAS操作将锁对象的对象头替换为一个称为“轻量锁”的数据结构。轻量锁的获取和释放使用CAS操作，避免了使用互斥量的开销，从而提高了执行效率。

重量锁是当锁的竞争激烈，或者同步代码块长度较长的情况下，对同步代码块进行优化的机制。重量锁会将锁对象的对象头替换为一个互斥量，线程在进入临界区前需要先获取互斥量，离开临界区后需要释放互斥量，这样保证了临界区的互斥性。在竞争激烈的情况下，重量锁能够更好地确保同步代码的正确性，但相对于偏向锁和轻量锁，它的执行效率更低。

总结来说，偏向锁适用于无竞争环境，轻量锁适用于短时间内有竞争但竞争不激烈的环境，重量锁适用于竞争激烈或同步代码块较长的环境。

### 回答3：
偏向锁，轻量锁和重量锁是Java虚拟机在并发编程中为了提高效率而设计的三种锁机制。

首先，偏向锁是为了解决线程同步过程中高并发情况下的性能问题而引入的。它的特点是，当只有一个线程访问同步块时，该线程会取得锁并在对象头部的标记字段中将对象的锁标记置为偏向锁，以后访问同步块时，无需再进行加锁解锁操作，从而提高了程序的运行效率。但如果多个线程争夺同一把偏向锁时，偏向锁会被升级为轻量锁。

轻量锁适用于多个线程交替执行同步块的场景。它的特点是，在开始访问同步块时，锁对象的对象头被复制到线程的线程状态字中，然后线程对对象进行操作，完成之后再将对象头复制回锁对象中。这个过程是一次乐观的自旋操作，如果所得到的锁对象没有被其他线程锁定，那么获取锁的线程可以直接进行操作，避免了线程阻塞和操作系统调度的开销。

重量锁是Java虚拟机默认的锁机制，适用于多个线程并发访问的场景。它的特点是，当多个线程争夺同一个锁时，锁对象的对象头中的锁标记字段被置为重量锁，线程会进入阻塞状态，将其他线程加入到一个同步队列中。在同步队列中唤醒的线程会检查锁是否被其他线程占用，如果锁空闲，则会尝试重新获取锁，否则继续进入阻塞状态。

总的来说，偏向锁适用于以大部分线程串行访问同步块为主的场景，轻量锁适用于多个线程交替执行同步块的场景，重量锁适用于多个线程并发访问的场景。这三种锁机制分别针对不同的场景选择了适合的优化策略，以提高程序的性能和效率。