理解高并发(5).synchronized原理及用法

历史最优久的使用最方便的线程同步的关键字。必须点赞

一、synchronized 特性

• 同一时刻只有一个线程访问临界资源
• 其它未获取到锁执行权的线程必须排队等待
• 保证共享资源的原子性、可见性和有序性
• 进入synchronized范围内自动加锁，synchronized作用域外锁自动消除，即使异常也会释放锁
• 简单方便（不需要人工释放锁）
• jdk1.6后性能做了很大优化

二、synchronized用法

• 普通方法同步

作用： 所有访问该对象实例该方法的线程，必须排队执行

如： synchronized public void add(){

}

• 静态方法同步

作用： 所有采用类名.方法名访问的线程， 必须排队执行

如： synchronized public static void add(){

}

• 代码块同步

作用： 所有访问到该表达式的线程，必须排队执行

synchronized(表达式){

}

        表达式可以是：

        a. this                 表示该对象，仅适用于非静态方法的情况

        b. 类名.class        适用于静态方法和非静态方法

c. 对象实例           适用于静态方法和非静态方法

d. 成员变量         适用于静态方法和非静态方法

三、 synchronized原理

synchronized的底层实现原理都是通过对象头里面的monitor（监视器锁）来实现的。每个对象头里面都有一个指针指向monitor，monitor中又包含有访问计数器，能否进入是根据计数器值来判断的。

• 同步代码块原理

同步代码块是通过monitorenter、monitorexit来控制。 字节码指令如下， 操作原理：

1、当访问到monitorenter时， 当前线程会尝试获取该对象的monitor所有权

获取所有权的依据是monitor的计数器值是否为0， 为0则获取到了，同时将计数器值 +1

2、如果已获取到monitor所有权， 则直接将计数器 +1并进入运行指令阶段

3、如果没有尝试获取该对象的monitor持有权，会进入等待队列进行阻塞

• 同步方法原理

同步方法是通过方法常量池中的方法表关键字来控制， 如果用synchronized修改方法，那么常量池里面会有ACC_SYNCHRONIZEDR进行修饰。

当线程访问加了synchronized的方法时， 会去判断是否有ACC_SYNCHRONIZED标识，

1、如果有该标识， 当前线程会尝试获取该对象的monitor所有权

获取所有权的依据是monitor的计数器值是否为0， 为0则获取到了，同时将计数器值 +1

2、如果已获取到monitor所有权， 则直接将计数器 +1并进入运行指令阶段

3、如果没有尝试获取该对象的monitor持有权，会进入等待队列进行阻塞

四、synchronized可重入性

可重入性也是依据是否可获取monitor持有权来判断。