Java并发编程—synchronized

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synchronized 的底层实现原理

监视器锁

• synchronized 同步代码块的语义底层是基于对象内部的监视器锁（monitor），分别是使用 monitorenter 和 monitorexit 指令完成。
• 其实 wait/notify 也依赖于 monitor 对象，所以其一般要在 synchronized 同步的方法或代码块内使用。
• monitorenter 指令在编译为字节码后插入到同步代码块的开始位置，monitorexit 指令在编译为字节码后插入到方法结束处和异常处。JVM 要保证每个 monitorenter 必须有对应的moniorexit。
• monitorenter：每个对象都有一个监视器锁（monitor），当 monitor 被某个线程占用时就会处于锁定状态，线程执行 monitorenter 指令时尝试获得 monitor 的所有权，即尝试获取对象的锁。

对象的锁的获取过程如下：

1. 如果 monitor 的进入数为0，则该线程进入 monitor，然后将进入数设置为1，该线程即为 monitor 的所有者；
2. 如果线程已经占有monitor，只是重新进入，则monitor的进入数+1；
3. 如果其他线程已经占用 monitor，则该线程处于阻塞状态，直至 monitor 的进入数为0，再重新尝试获得 monitor 的所有权。

monitorexit：

monitorexit： 执行 monitorexit 的线程必须是 objectref 所对应的 monitor 的所有者。执行指令时，monitor 的进入数减1，如果减1后进入数为0，则线程退出 monitor，不再是这个 monitor 的所有者，其他被这个 monitor 阻塞的线程可以尝试获取这个 monitor 的所有权。

注：

• 在多线程并发编程中synchronized一直是元老级角色，很多人都会称呼它为重量级锁
• 利用synchronized实现同步的基础：Java中的每一个对象都可以作为锁
• 那个对象调用了加锁的方法，哪个对象就被锁住了
• 多个线程抢一个锁，谁抢到谁执行

例： 把票数的变量改成静态的，因此票数是相互之间共享的，每一个窗口都创建一个piao对象；这样有n个对象，每一个线程一个对象，互相的对象看不见锁，因此这样相当于不加锁的状态。

加synchronized锁前后对比

• m1没有加锁的时候，t1,t2在run方法入栈之后，都会拷贝m1进行执行；
• m1加锁之后，t1，t2进行竞争，若t1竞争成功，则t1可以拷贝m1进行操作，t2不能读取拷贝m1。
  

synchronized的作用

synchronized 是 java 中最常用的保证线程安全的方式，synchronized 的作用主要有三方面：

1. 确保线程互斥的访问代码块，同一时刻只有一个方法可以进入到临界区
2. 保证共享变量的修改能及时可见
3. 有效解决重排序问题

synchronized的三种主要用法

1. 修饰普通方法，锁的是当前对象实例（this）
2. 修饰静态方法，锁的是当前 Class 对象（静态方法是属于类，而不是对象）
3. 修饰代码块，锁的是括号里的对象

synchronized为什么是 非公平锁？

synchronized 的非公平其实在源码中应该有不少地方，因为设计者就没按公平锁来设计，核心有以下几个点:
【1】当持有锁的线程释放锁时，该线程会执行以下两个重要操作:

• 先将锁的持有者owner属性赋值为null
• 唤醒等待链表中的一个线程（假定继承者)。

在1和2之间，如果有其他线程刚好在尝试获取锁（例如自旋），则可以马上获取到锁。
【2】当线程尝试获取锁失败，进入阻塞时，放入链表的顺序，和最终被唤醒的顺序是不一致的，也就是说你先进入链表，不代表你就会先被唤醒。