解释JVM中的偏向锁（Biased Locking）及其优化原理

偏向锁（Biased Locking）

在Java中，当多个线程需要访问同一个对象时，为了保证数据的一致性，JVM会使用锁机制。锁有不同的级别，偏向锁是其中一种，目的是提高程序的性能。

偏向锁的优化原理

1. 单线程场景优化：偏向锁假设大多数情况下，锁只会被同一个线程多次获取。这样就可以避免每次都去做复杂的加锁操作。

2. 减少同步开销：如果一个对象已经被一个线程加了偏向锁，那么这个线程再次访问这个对象时，不需要再去做任何同步操作，大大减少了开销。

3. 锁标记：对象头中会有一个标记，记录哪个线程拥有这个偏向锁。如果另一个线程尝试获取这个锁，偏向锁就会被撤销，升级为其他锁。

工作流程

• 初始状态：对象开始时没有锁。
• 偏向锁加锁：第一个线程访问对象时，JVM会给这个线程加偏向锁，记录在对象头中。
• 重复访问：如果同一个线程再次访问，不需要任何锁操作。
• 锁撤销：如果另一个线程尝试访问，偏向锁会被撤销，锁会升级为轻量级锁或重量级锁。

适用场景

偏向锁非常适合那些大部分时间只有一个线程访问的场景。如果线程竞争激烈，偏向锁的好处就不明显了，这时JVM会自动调整锁的级别。

通过偏向锁，JVM可以在某些场景下大幅度提升性能，因为它减少了不必要的同步开销。