[Java知识库]synchronized关键字

对synchronized的了解

synchronized 关键字解决的是多个线程之间访问资源的同步性，synchronized关键字可以保证被它修饰的方法或者代码块在任意时刻只能有一个线程执行。

synchronized的使用

1. 修饰实例方法：给当前实例对象加锁，进入同步代码前要获得当前对象实例锁

   synchronized void method() {
       //业务代码
   }
   

2. 修饰代码块：给synchronized后面括号中的对象加锁，要进入代码块都需要获得给定对象的锁

   synchronized(this){
       // 业务对象
   }
   

3. 修饰静态方法：也就是给当前类加锁，会作用于类的所有对象实例 ，进入同步代码前要获得 当前 class 的锁。因为静态成员不属于任何一个实例对象，是类成员（ static 表明这是该类的一个静态资源，不管 new 了多少个对象，只有一份）。所以，如果一个线程 A 调用一个实例对象的非静态 synchronized 方法，而线程 B 需要调用这个实例对象所属类的静态 synchronized 方法，是允许的，不会发生互斥现象，因为访问静态 synchronized 方法占用的锁是当前类的锁，而访问非静态 synchronized 方法占用的锁是当前实例对象锁。

   synchronized static void method() {
       //业务代码
   }
   

   总结：

   • synchronized 关键字加到 static 静态方法和 synchronized(class) 代码块上都是是给 Class 类上锁。
   • synchronized 关键字加到实例方法上是给对象实例上锁。
   • 尽量不要使用 synchronized(String a) 因为 JVM 中，字符串常量池具有缓存功能！
   • synchronized关键字不能修饰构造方法，构造方法本身就是线程安全的。

synchronized关键字的底层原理

public class hello {
    public void method() {
        synchronized (this) {
            System.out.println("hello 代码块");
        }
    }
}

javap -c -s -v -l hello.class

可以看到synchronized同步的实现是使用monitorenter 和 monitorexit

在 Java 虚拟机(HotSpot)中，Monitor 是基于 C++实现的，由ObjectMonitoropen in new window实现的。每个对象中都内置了一个 ObjectMonitor对象。

另外，wait/notify等方法也依赖于monitor对象，这就是为什么只有在同步的块或者方法中才能调用wait/notify等方法，否则会抛出java.lang.IllegalMonitorStateException的异常的原因。

而但synchronized修饰实例方法时

public class hello {
    public synchronized void method() {
        System.out.println("hello 代码块");
    }
}

使用的时一个ACC_SYNCHRONIZED标识，指明了该方法是一个同步方法。

如果是实例方法，JVM 会尝试获取实例对象的锁。如果是静态方法，JVM 会尝试获取当前 class 的锁。

synchronized 关键字的改进

JDK1.6 对锁的实现引入了大量的优化，如偏向锁、轻量级锁、自旋锁、适应性自旋锁、锁消除、锁粗化等技术来减少锁操作的开销。

锁主要存在四种状态，依次是：无锁状态、偏向锁状态、轻量级锁状态、重量级锁状态，他们会随着竞争的激烈而逐渐升级。注意锁可以升级不可降级，这种策略是为了提高获得锁和释放锁的效率。