Java中synchronized關(guān)鍵字的使用方法

這篇文章將為大家詳細(xì)講解有關(guān)Java中synchronized關(guān)鍵字的使用方法，小編覺得挺實(shí)用的，因此分享給大家做個參考，希望大家閱讀完這篇文章后可以有所收獲。

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在并發(fā)編程中，synchronized關(guān)鍵字是常出現(xiàn)的角色。之前我們都稱呼synchronized關(guān)鍵字為重量鎖，但是在JDK1.6中對synchronized進(jìn)行了優(yōu)化，引入了偏向鎖、輕量鎖。本篇介紹synchronized關(guān)鍵字的使用方式，區(qū)別和偏向鎖、輕量鎖和重量鎖實(shí)現(xiàn)原理。

先看看synchronized關(guān)鍵字的4種用法。

1、修飾普通方法

private synchronized void synMethod(){
}

這種用法中，synchronized鎖的對象實(shí)例。

2、修飾靜態(tài)方法

private static synchronized void synMethod(){
}

synchronized在這種情況下，鎖的是當(dāng)前Class類對象。

3、同步方法塊

private  void synMethod1(){
        synchronized(this){
            
        }
    }    
    private  void synMethod2(){
        synchronized(ThreadTest.class){
            
        }
    }

synMethod1中鎖對象實(shí)例；synMethod2的是當(dāng)前Class類對象。

再介紹鎖原理

在介紹鎖原理之前，先認(rèn)識一下Java對象頭Mark Word，以32位為例。

鎖狀態(tài)	25 bit			4bit	1bit	2bit
	23bit		2bit		是否偏向鎖	鎖標(biāo)志位
輕量級鎖	指向棧中鎖記錄的指針					0
重量級鎖	指向互斥量（重量級鎖）的指針					10
GC標(biāo)記	空					11
偏向鎖	線程ID	Epoch		對象分代年齡	1	01
無鎖	對象的hashCode			對象分代年齡	0	01

上面的表格中，描述的是對象在每個鎖狀態(tài)時，對象頭中所存儲的信息。

1、偏向鎖

實(shí)際環(huán)境中，線程在訪問同步塊時，如果沒有其他線程對鎖進(jìn)行競爭，并且由同一個線程多次獲得鎖，也就是單線程運(yùn)行同步代碼，在這種情況下，若是每次還阻塞線程，就代表白白浪費(fèi)CPU性能。這種情況下，引入了偏向鎖概念。

• 訪問同步代碼塊

• 判斷對象頭Mark Word中存儲的線程ID是否指向當(dāng)前線程，如果是，則表明當(dāng)前是鎖的重入，不需要再獲得鎖，直接執(zhí)行同步代碼

• 如果不是，則嘗試使用CAS算法將線程ID更新至對象頭中。

• 成功，獲得鎖，執(zhí)行同步代碼。更新失敗表明存在鎖競爭，等待全局安全點(diǎn)，暫停擁有偏向鎖的線程，根據(jù)對象頭的鎖標(biāo)志位，選擇將偏向鎖升級為輕量鎖或者置為無鎖。

　可以使用-XX:-userBiasedLocking=false來關(guān)閉JVM偏向鎖優(yōu)化，默認(rèn)直接進(jìn)入輕量鎖。

2、輕量鎖

• 訪問同步代碼塊時，先在當(dāng)前線程的線程棧中創(chuàng)建一個鎖記錄（Lock Record）區(qū)域。

• 把對象頭Mark Word拷貝到Lock Record中。

• 利用CAS嘗試將對象頭Mark Word中的線程指針更新為指向當(dāng)前線程的指針

• 更新成功，則獲得輕量鎖。

• 更新失敗，檢查Mark Word中的指針是否指向當(dāng)前線程。

• 如果是，則說明是鎖的重入現(xiàn)象。執(zhí)行同步代碼塊

• 如果不是，則說明此時存在競爭。需要把輕量鎖膨脹為重量鎖。

3、重量鎖

重量鎖是基于對象監(jiān)視器（Monitor）來實(shí)現(xiàn)的。

線程在執(zhí)行同步代碼時，需要調(diào)用一個Monitor.enter指令。執(zhí)行退出后，調(diào)用Monitor.exit指令。這里看得出，監(jiān)視器具有排它性，一個時間點(diǎn)只能有一個線程enter成功，其他線程只能阻塞在隊(duì)列中。所以這種重量鎖的操作成本很高。

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