java EE初阶 — synchronized 关键字 - 监视器锁 monitor lock

1.synchronized 的特性

1.1 互斥

synchronized 会起到互斥效果, 某个线程执行到某个对象的 synchronized 中时, 其他线程如果也执行到同一个对象 synchronized 就会阻塞等待。

• 进入 synchronized 修饰的代码块，相当于 加锁。
• 退出 synchronized 修饰的代码块，相当于 解锁。

可以粗略理解成，每个对象在内存中存储的时候，都存有一块内存表示当前的 “锁定” 状态(类似于厕
所的 “有人/无人”).。
如果当前是 “无人” 状态，那么就可以使用，使用时需要设为 “有人” 状态。
如果当前是 “有人” 状态， 那么其他人无法使用，只能排队。

阻塞等待：

针对每一把锁，操作系统内部都维护了一个等待队列。当这个锁被某个线程占有的时候，其他线程尝试进行加锁， 就加不上了，就会阻塞等待， 一直等到之前的线程解锁之后，由操作系统唤醒一个新的线程, 再来获取到这个锁。

1.2 可重入

一个线程针对同一个对象，如果不会发生问题就叫可重入的，否则就叫不可重入的。

class Counter {
    public int count = 0;

    synchronized public void add() {
        synchronized(this) {
            count++;
        }
    }
}
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锁对象是 this ，只要有线程调用 add 方法，进入 add 方法的时候，
在可以加锁成功的前提下，就会先加锁。紧接着又遇到了代码块，此时会再次尝试加锁。

站在 锁对象的视角（this），他认为自己已经被其他的线程给占用了，
那么这里的第二次加锁是不需要阻塞等待的。

如果允许上述操作，这个锁就是可重入的；不允许就是不可重入的。
如果是不可重入的，就会发生 死锁。

上面演示的就是一个不可重入引起的死锁现象。

下面演示的是可重入的情况。

java 为了避免不小心出现闭锁现象，就把 synchronized 给设置成可重入的了。
因此 java 中的 synchronized 是可重入锁。

2.synchronized 使用示例

修饰普通方法：

public synchronized void add2() {
    count++;
}
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修饰静态方法：

public synchronized static void add2() {
    count++;
}
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重点理解 synchronized 锁的意思。

两个线程调试竞争一把锁才会发生阻塞等待，如果是两把锁就不会了。

修饰代码块：

synchronized public void add() {
    synchronized(this) {
        count++;
    }
}
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3.Java 标准库中的线程安全类

如果多个线程操作同一个集合类，就需要考虑到线程安全问题的事情。

• ArrayList
• LinkedList
• HashMap
• TreeMap
• HashSet
• TreeSet
• StringBuilder

这些类在没有线程安全问题的时候，放心使用。
在有安全问题的时候，可以手动加锁使用。

这些类有更多的选择空间。

• Vector
• HashTable
• ConcurrentHashMap
• StringBuffer

这些类当中内置了 synchronized 加锁。相对于上面的类更安全。

因为是强行加锁的，不管是需不需要，它都会加锁，而且加锁是有额外的时间开销的。
因此它的选择空间变小了，是不推荐使用的。

• String

这个类虽然没有加锁，但是也是安全的，因为它不涉及修改。