Java回顾一下Java中的synchronized

Posted 2022-11-14

synchronized在JDK1.5之前是一个重量级锁，相当于JUC里面的lock锁，但是在1.6版本及之后对它做了很大的升级和优化，它不在那么的笨重了。

synchronized的作用主要有三个： 原子性：确保线程互斥的访问同步代码。 可见性：保证共享变量的修改能够及时可见 有序性：有效解决重排序问题，即一个unlock操作先行发生于后面对同一个锁lock操作。

synchronized的使用

synchronized的三种使用方式：

• 修饰实例方法：作用于当前实例加锁。 代码里面是在方法前面加上synchronized，就是publich后加上synchronized，代码实例如下：

public synchronized method（）
  // todo 实现方法

修饰静态方法：作用于当前类对象加锁 静态方法是属于类而不是对象的。同样的synchronized修饰的静态方法说的是这个类的所有对象

public synchronized static void method() 
   // todo

修饰代码块：指定加锁对象，对给定对象加锁。 一个线程访问一个对象中的synchronized(this)同步代码块时，其他试图访问该对象的线程将被阻塞。

synchronize的底层实现

在JVM中对象在内存的布局分为三块区域：对象头，实例数据和对齐填充。那synchronized的底层实现，锁就是存在对象头里的，那为什么是对象头呢？hotspot虚拟机的对象头主要包括两部分数据：Mark Word（标记字段），class pointer（类型指针）。其中class point是对象指向它的类元素的指针，虚拟机通过这个指针来确定这个对象是哪个类的实例。Mark Word用于存储对象自身运行时的数据，它是实现轻量级锁和偏向锁的关键。

synchronized在JVM里面实现都是基于进入和退出monitor对象来实现方法同步和代码块同步的，具体细节都可以通过对monitorEnter和monitorEixt实现的。 monitorEnter指令：插入在代码块的开始位置，当代码执行带该指令时，将会尝试获取对象monitor的所有权，即尝试获得该对象锁。 monitorExit指令：插入在方法结束和异常出，JVM保证每个monitorEnter都有对应的monitorExit

Synchronized锁升级的顺序

Synchronized在1.6之前是重量级锁，如果第一个线程使用了它，下一个线程想要使用就得等它释放了才能使用。如果发成阻塞了就得一直等待下去，所以效率低下。 1.6之后做了很大的优化，有了锁升级的过程。依次是：无锁状态，偏向锁状态，轻量级锁状态，重量级锁状态。锁是单向执行只能升级，不能降级的。这个过程也是开销逐渐加大的过程。 一开始如果是一个线程的时候是无锁状态，下一次同一个线程进来还是无锁状态，如果有其他线程跟第一个线程进行竞争就会升级为CAS偏向锁，若锁竞争激烈就会升级会轻量级锁，最后升级为重量级锁。