为什么java中的同步关键字很慢？ [复制]

Question

最近我和一个朋友讨论了 java 中的并发性，他问我为什么 synchronized 关键字在代码块或方法周围很慢。我回答说它很慢，因为它竞争对象监视器。它还提供了一个在保证之前发生的情况，它必须将其缓存中的所有变量与主内存同步，并且在块的末尾它必须刷新缓存。它还可以防止编译器以及 cpu 重新排序指令。然而，他说这些确实会导致速度放缓，但这并不是性能下降的主要原因。本质上，即使在线程遇到同步块时没有争用，它也会从用户模式切换到内核模式，并且线程必须保存状态，然后当它离开块时，它必须再次重新加载状态。我试图在网上找到描述这一点的文献，但我找不到任何文献。我想知道是否有人可以确认这是正确的？为什么java线程在达到同步时应该进入内核模式，为什么不在此之前？这与link中提出的问题不同，因为我在询问从用户模式到内核模式的显式切换，这会导致性能下降？

Answer 1

你朋友说的绝对不正确。

关于同步的昂贵之处，您说得非常正确。最困难的部分实际上是（尤其是在 x86/x86_64 处理器上）比较和交换指令，它比较并将当前线程设置为锁的所有者。在 x86/x86_64 cmpxchg 指令用于此目的，当它到达主内存时，它比任何常规指令都慢。然后正如您提到的，内存屏障会减慢缓存速度。

在其他一些架构上，尤其是基于 RISC 的架构上，通常使用被动加载独占/存储独占，这通常更快。所以这可能因架构而异。

无论如何，Java（和任何其他语言）都试图避免进入内核，并且大多数 mutext 实现只有在几乎明确需要暂停线程时重试几次后才会这样做。