Synchronized学习

1. 作用

能够保证在同一时刻最多只有一个线程执行该段代码,以达到保证并发安全的效果

2. 地位

  • Synchronized是java的关键字,被java原生支持
  • 是最基本的互斥同步手段
  • 是并发编程中的元老级角色,是并发编程的必学内容

3. Synchronized的两个用法

  1. 对象锁
    1. 方法锁(默认锁对象为this当前实例对象)
    2. 同步代码块锁(自己指定锁对象)
  2. 类锁
    概念: java类可能有很多个对象,但只有1个Class对象
    形式1: synchronized加在static方法上
    形式2: synchronized (*.class)
    1. 指synchronized修饰静态的方法
    2. 指定锁为Class对象

多线程访问同步方法的七种情况

  1. 两个线程同时访问一个对象的同步方法
    一个一个运行
  2. 两个线程访问的是两个对象的同步方法
    同时运行
  3. 两个线程访问的是synchronized的静态方法
    一个一个运行
  4. 同时访问同步方法(synchronized修饰)和非同步方法(没有被synchronized修饰)
    同时运行
  5. 访问同一个对象的不同的普通同步方法(非静态方法)
    一个一个运行
  6. 同时访问静态synchronized和非静态synchronized方法
    同时运行
  7. 方法抛异常后,会释放
    抛出异常后,JVM会释放锁

性质

  • 可重入
    • 什么是可重入: 指的是同一线程的外层函数获得锁之后,内层函数可以直接再次获得该锁
    • 好处: 避免死锁,提升封装性
  • 不可中断
    意思是: 一旦这个锁被别人获得了,如果你还想获得,我只能选择等待或者阻塞,直到别的线程释放这个锁。如果别人不释放锁,那么我只能永远的等下去

原理

  • 加锁和释放锁的原理: 看字节码
    • 获取和释放锁的时机: 进入和退出同步代码块(包括抛出异常)
    • 等价代码 (略)
    • 看字节码: monitor相关指令
  • 可重入原理: 加锁次数计数器
    • jvm会记录被加锁的次数
    • 第一次加锁时,次数从0变为1,之后如果再次加锁,就从1变成2,以此类推
    • 退出一层同步代码块的时候,计数减一,当计数为0的时候,代表锁释放
  • 保证可见性的原理: 内存模型
    • 一个线程执行的结果,另外的线程不一定可见
    • 线程1操作x=5,之后线程2可能读取x=3
    • synchronized可以保证可见性

synchronized缺陷

  • 效率低: 锁的释放情况少、试图获得锁时不能设定超时、不能中断一个正在试图获得锁的线程
  • 不够灵活(读写锁更灵活): 加锁和释放的时机单一,每个锁仅有单一的条件(某个对象),可能是不够的
  • 无法知道是否成功获取了锁
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