• java synchronized


    synchronized用法

    synchronized用法1:同步代码块

    synchronized用法2:同步方法   在方法上添加同步关键字,当前的锁对象为当前对象no---对象锁。 使用的是对象锁,所以只能new一个对象,才可以得到互斥的效果。如果创建多个则不能达到互斥的目的

     synchronized用法3:同步静态方法,以当前类Class对象作为锁---类锁   针对一个类一般只会存储一个。  使用类锁,所以不管new了多少个对象,都可以得到互斥的效果

    引入锁机制以解决线程安全问题:

    •    悲观锁:当存在多个线程操作共享数据时,需要保证同一时刻有且只有一个线在操作共享数据,其他线程必须等到该线程处理完数据后再进行
    • 乐观锁:CAS  compare and set

    synchronized用于实现同步处理,保证共享数据的安全性

    数据有安全性问题的原因1、共享数据 2、修改数据
     synchronized相对于volatile是重量级的线程安全的方法,可以保证3大特性:原子性、可见性、有序性,可以将并发操作转换为串型执行

    - 用于静态方法,锁对象为当前类
           public static synchronized void pp(){}
     - 用于非静态方法,锁对象为当前类的对象
           public synchronized void pp(){}
     - 用于代码块,锁对象为指定的对象
            synchronized(obj){}

    synchronized总结
       synchronized同步关键字,用于代码同步处理,解决线程安全问题

     - synchronized同步方法   以当前对象充当锁
              public synchronized void pp(){}
     * - synchronized同步静态方法  以当前类Class充当锁
          public synchronized static void pp(){}
     * - synchronized同步代码块   自定义对象充当锁
            synchronized(obj){}

     synchronized原理

    •    在添加synchronized关键字后就可以保证在一个时刻上只有一个线程在调用某个方法或 者代码块,不会出现并发的情形,达到排队执行的效果。

    •  在Java中synchronized可保证在同一个时刻,只有一个线程可以执行某个方法或者某 个代码块(主要是对方法或者代码块中存在共享数据的操作),同时还应该注意到 synchronized另外一个重要的作用,synchronized可保证一个线程的变化(主要是共享数据的变化)被其他线程所看到(保证可见性,完全可以替代volatile功能),这点确实也是很重要的。
    •  在JDK1.6之前一般不建议使用synchronized,因为相比较Lock接口而言,是重量级的,jdk6之前是重量级锁,JDK6开始优化锁的状态总共有四种,无锁状态(使用乐观锁CAS,没有synchronized)、偏向锁、轻量级锁和重量级锁。锁状态的改变是根据竞争激烈程度进行的,在几乎无竞争的条件下,会使用偏向锁,在轻度竞争的条件下,会由偏向 锁升级为轻量级锁, 在重度竞争的情况下,会升级到重量级锁。 随着锁的竞争,锁可 以从偏向锁升级到轻量级锁,再升级的重量级锁,但是锁的升级是单向的,也就是说只 * 能从低到高升级,不会出现锁的降级
    •   对象在内存中存储时可以分为对象头、实例数据和对齐字节三部分。对象头数据一般包含标识字mark word和类型指针klass pointer;实例数据就是具体对象的成员数据,一般按照4B为的单位进行数据存储;最后的对齐字节用于将对象存储的数据凑够8字节的整数倍。 
    •  - Mark Word:默认存储对象的HashCode,分代年龄和锁标志位信息。这些信息都是与对象自身定义无关的数据,所以Mark Word被设计成一个非固定的数据结构以便在极小的空间 内存存储尽量多的数据。它会根据对象的状态复用自己的存储空间,也就是说在运行期间Mark Word里存储的数据会随着锁标志位的变化而变化
    •  - Klass Pointer:对象指向它的类元数据的指针,虚拟机通过这个指针来确定这个对象是哪个类的实例。
    •  - synchronized用的锁是存在Java对象头里的,存在锁对象的对象头的Mark Word中

     锁对比

    描述优点缺点适用场景
    偏向锁线程在大多数情况下并不存在竞争条件,使用同步会消耗性能,而偏向锁是对锁的优化,可以消除同步,提升性能。当一个线程获得锁,会将对象头的锁标志位设为01,进入偏向模式。偏向锁可以在让一个线程一直持有锁,在其他线程需要竞争锁的时候,再释放锁加锁和解锁不需要额外的消耗,和执行非同步方法相比仅存在纳秒级的差距 如果线程间存在锁竞争,会带来额外的锁撤销的消耗适用于只有一个线程访问同步块的场景
    轻量级锁当线程A获得偏向锁后,线程B进入竞争状态,需要获得线程A持有的锁,那么线程A撤销偏向锁,进入无锁状态。线程A和线程B交替进入临界区,偏向锁无法满足,膨胀到轻量级锁,锁标志位设为00 竞争的线程不会阻塞,提高了程序的相应速度 如果始终得不到所竞争的线程,使用自旋会消耗CPU追求相应速度,同步块执行速度非常块
    重量级锁当多线程交替进入临界区,轻量级锁hold得住。但如果多个线程同时进入临界区,hold不住了,膨胀到重量级锁线程竞争不使用自旋,不会消耗CPU 线程阻塞,响应时间缓慢 追求吞吐量,同步块执行速度较慢

    (临界资源)   

    会同时被多个线程访问的资源,就是竞争资源(临界资源),也称为竞争条件。对于多线程
    共享的资源(临界资源)必须进行同步,以避免一个线程的改动被另一个线程所覆盖。

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  • 原文地址:https://blog.csdn.net/zjh0101/article/details/126413518