【Java并发编程】synchronized（八）：优化方案（锁消除、锁粗化）

synchronized 最大的优化莫过于在 JDK6 时引入了 偏向锁”和“轻量级锁”，从而锁级别从低到高依次是：无锁状态、偏向锁状态、轻量级锁状态和重量级锁状态，大幅提升了性能，

具体过程可以参考

• 【Java并发编程】synchronized（二）：重量级锁原理分析（JDK6前）
• 【Java并发编程】synchronized （三）：锁膨胀原理分析（JDK6后）

本篇文章我们就来看看我们自己在编写代码时，有什么优化锁性能的方案

1.锁消除

锁消除即删除不必要的加锁操作。虚拟机即时编辑器在运行时，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。

根据代码逃逸技术，如果判断到一段代码中，堆上的数据不会逃逸出当前线程，那么可以认为这段代码是线程安全的，不必要加锁。

看下面这段程序：

public class SynchronizedTest {

    public static void main(String[] args) {
        SynchronizedTest test = new SynchronizedTest();

        for (int i = 0; i < 100000000; i++) {
            test.append("abc", "def");
        }
    }

    public void append(String str1, String str2) {
   
        StringBuffer sb = new StringBuffer();
        sb.append(str1).append(str2);
    }
}

虽然 StringBuffer 的 append 是一个同步方法，但是这段程序中的 StringBuffer 属于一个局部变量，并且不会从该方法中逃逸出去（即StringBuffer sb的引用没有传递到该方法外，不可能被其他线程拿到该引用），所以其实这过程是线程安全的，可以将锁消除。

2.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，那即使没有出现线程竞争，频繁地进行互斥同步操作也会导致不必要的性能损耗。

如果虚拟机检测到有一串零碎的操作都是对同一对象的加锁，将会把加锁同步的范围扩展（粗化）到整个操作序列的外部。

举个例子：

public class StringBufferTest {

    StringBuffer stringBuffer = new StringBuffer();

    public void append(){
        stringBuffer.append("a");
        stringBuffer.append("b");
        stringBuffer.append("c");
    }
}

这里每次调用 stringBuffer.append 方法都需要加锁和解锁，如果虚拟机检测到有一系列连串的对同一个对象加锁和解锁操作，就会将其合并成一次范围更大的加锁和解锁操作，即在第一次append方法时进行加锁，最后一次append方法结束后进行解锁。