java面试题：为什么JDK 15要废弃偏向锁？

为什么JDK 15要废弃偏向锁？

要想说清楚这个问题，你得先知道什么是偏向锁，它是在哪里使用的。

这就不得不提到Synchronized的锁升级过程了。

在JDK 1.6及之前的版本中，Synchronized关键字，它可以让一个对象只能被一个线程使用，这样就可以避免多个线程同时修改同一个对象造成的混乱。

但是，这种方式也有一个缺点，就是每次一个线程要使用一个对象时，都要先检查这个对象是否被别的线程占用了，如果是的话，就要等待别的线程用完才能继续。

这个过程会消耗很多时间和资源，影响程序的效率。

为了解决这个问题，Java在后来的1.7 之后对 Synchronized 的实现做了一些改进，让它可以根据不同的情况，采用不同的方式来控制对象的使用。

具体来说，有四种方式：

无锁状态：这是最简单的一种方式，就是没有任何限制，任何线程都可以随时使用对象。

偏向锁状态：这是一种优化的方式，就是假设一个对象只会被一个线程使用，所以当第一个线程使用对象时，就会把自己的标记放在对象上，表示这个对象属于自己。这样，下次这个线程再使用对象时，就不用检查了，直接就可以用。但是如果有别的线程也想用这个对象，就要先把标记去掉，然后再竞争。

轻量级锁状态：这是一种折中的方式，就是当有多个线程想用同一个对象时，不会立刻让它们等待，而是先让它们在自己的内存里复制一份对象的信息，然后各自修改。最后再比较一下谁修改得最快，谁就可以用对象。这样可以减少等待的时间，提高效率。

重量级锁状态：这是最原始的一种方式，就是当有多个线程想用同一个对象时，只能让其中一个线程用，其他的线程都要等待。这样可以保证对象的安全性，但是会降低效率。

在Java中，每个对象都有一个特殊的区域叫做mark word（标记字），它可以记录对象的一些信息。其中有两位或三位是用来表示对象现在处于哪种状态的。具体来说：

如果两位是“01”，表示无锁状态或偏向锁状态。如果第三位是“0”，表示无锁状态；

如果第三位是“1”，表示偏向锁状态。如果两位是“00”，表示轻量级锁状态。

如果两位是“10”，表示重量级锁状态。

但是，在Java 15中 ，偏向锁被取消了 ，所以现在只有三种状态：无锁状态、轻量级锁状态和重量级锁状态。

回到最开始的问题：为什么JDK 15要废弃偏向锁？

取消偏向锁状态的原因是，偏向锁状态在现代的应用场景下已经不再有明显的性能优势，反而会增加虚拟机的复杂度和维护成本。

具体的原因是：

1. 偏向锁状态是一种优化技术，用于减少无竞争情况下的同步开销。

它假设一个对象只会被一个线程使用，所以当第一个线程使用对象时，就会把自己的标记放在对象上，表示这个对象属于自己。

这样，下次这个线程再使用对象时，就不用检查了，直接就可以用。

但是如果有别的线程也想用这个对象，就要先把标记去掉，然后再竞争。

2. 偏向锁状态在过去能够带来很大的性能提升，是因为有些应用会使用很多不必要的同步操作。

比如早期的Java集合类（如Hashtable和Vector），它们每次访问都要同步。

现在的应用一般会使用非同步的集合类（如HashMap和ArrayList）或者更高效的并发数据结构（如ConcurrentHashMap、CopyOnWriteArrayList等）来处理单线程或多线程的情况。

这意味着如果更新代码使用这些新的类，就可以获得更好的性能，而不需要依赖偏向锁状态。

3. 偏向锁状态也有一个缺点，就是当有竞争发生时，需要进行一次代价很高的撤销操作。

所以只有当应用有大量的无竞争的同步操作时，偏向锁状态才有优势。

但是随着硬件和软件的发展，原子操作的代价已经降低了很多，而且现在的应用往往使用线程池和工作队列来处理并发任务，这些场景下偏向锁状态反而会降低性能。

4. 偏向锁状态还给虚拟机带来了很多复杂度和维护难度，只有少数几个最有经验的工程师能够理解和修改它。它也影响了一些新特性的设计和实现。

综上所述，偏向锁状态已经不再适合现代的Java应用，所以在Java 15 之后被废弃。