Java多執行緒優化之偏向鎖原理分析
本文來自Ken Wu's Blog，原文標題：《Java偏向鎖實現原理(Biased Locking)》
閱讀本文的讀者，需要對Java輕量級鎖有一定的瞭解，知道lock record, mark word之類的名詞。
Java偏向鎖(Biased Locking)是Java 6引入的一項多執行緒優化。它通過消除資源無競爭情況下的同步原語，進一步提高了程式的執行效能。
輕量級鎖也是一種多執行緒優化，它與偏向鎖的區別在於，輕量級鎖是通過CAS來避免進入開銷較大的互斥操作，而偏向鎖是在無競爭場景下完全消除同步，連CAS也不執行（CAS本身仍舊是一種作業系統同步原語，始終要在JVM與OS之間來回，有一定的開銷）。
所謂的無競爭場景，舉個例子，就是單執行緒訪問帶同步的資源或方法。
偏向鎖實現原理
偏向鎖，顧名思義，它會偏向於第一個訪問鎖的執行緒，如果在接下來的執行過程中，該鎖沒有被其他的執行緒訪問，則持有偏向鎖的執行緒將永遠不需要觸發同步。
如果在執行過程中，遇到了其他執行緒搶佔鎖，則持有偏向鎖的執行緒會被掛起，JVM會嘗試消除它身上的偏向鎖，將鎖恢復到標準的輕量級鎖。(偏向鎖只能在單執行緒下起作用)
通過下圖可以更直觀的理解偏向鎖：
這張圖，省略了輕量級鎖相關的幾處步驟，將關注點更多地聚焦在偏向鎖的狀態變化上。
偏向模式和非偏向模式，在下面的mark word表中，主要體現在thread ID欄位是否為空。
掛起持有偏向鎖的執行緒，這步操作類似GC的pause，但不同之處是，它只掛起持有偏向鎖的執行緒（非當前執行緒）。
在搶佔模式的橙色區域說明中有提到，指向當前堆疊中最近的一個lock record（在輕量級鎖原理一文有講到，lock record是進入鎖前會在stack上建立的一份記憶體空間）。這裡提到的最近的一個lock record，其實就是當前鎖所在的stack frame上分配的lock record。
整個步驟是從偏向鎖恢復到輕量級鎖的過程。
偏向鎖也會帶來額外開銷
在JDK6中，偏向鎖是預設啟用的。它提高了單執行緒訪問同步資源的效能。
但試想一下，如果你的同步資源或程式碼一直都是多執行緒訪問的，那麼消除偏向鎖這一步驟對你來說就是多餘的。事實上，消除偏向鎖的開銷還是蠻大的。
所以在你非常熟悉自己的程式碼前提下，大可禁用偏向鎖 -XX:-UseBiasedLocking 。