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synchronized是Java提供的一个关键字#xff0c;Synchronized可以保证并发程序的原子性#xff0c;可见性#xff0c;有序性。 我们会把synchronized称为重量级锁。主要原因#xff0c;是因为JDK1.6之前#xff0c;synchronized是一个重量级锁相比于J…什么是Synchronized
synchronized是Java提供的一个关键字Synchronized可以保证并发程序的原子性可见性有序性。 我们会把synchronized称为重量级锁。主要原因是因为JDK1.6之前synchronized是一个重量级锁相比于JUC的锁显得非常笨重存在性能问题。JDK1.6及之后Java对synchronized进行的了一系列优化性能与JUC的锁不相上下。
Synchronized 使用
synchronized可以修饰方法和代码块 方法可修饰静态方法和非静态方法 代码块同步代码块的锁对象可以为当前实例对象、字节码对象class、其他实例对象
1 修饰方法普通方法 synchronized修饰普通方法锁对象默认为this 2 修饰静态方法 锁对象为Class对象 3 代码块
synchronized (lockobj) {// 书写同步代码
}Synchronized原理分析
public class Demo {Object lock new Object();public synchronized void demo() {}public void execute() {synchronized (lock) {System.out.println(get lock);}}
}javac Demo.java
javap -c Demo.classpublic synchronized void syncMethod();Code:0: getstatic #4 // Field java/lang/System.out:Ljava/io/PrintStream;3: ldc #5 // String get lock5: invokevirtual #6 // Method java/io/PrintStream.println:(Ljava/lang/String;)V8: returnpublic void executeMethod();Code:0: aload_01: getfield #3 // Field lock:Ljava/lang/Object;4: dup5: astore_16: monitorenter7: getstatic #4 // Field java/lang/System.out:Ljava/io/PrintStream;10: ldc #5 // String get lock12: invokevirtual #6 // Method java/io/PrintStream.println:(Ljava/lang/String;)V15: aload_116: monitorexit17: goto 2520: astore_221: aload_122: monitorexit23: aload_224: athrow25: return
从上述字节码指令看的到同步代码块和同步方法的字节码是不同的 对于synchronized同步块对应的monitorenter和monitorexit指令分别对应synchronized同步块的进入和退出。 为什么会多一个monitorexit编译器会为同步块添加一个隐式的try-finally在finally中会调用monitorexit命令释放锁 对于synchronized方法对应ACC_SYNCHRONIZED关键字JVM进行方法调用时发现调用的方 法被ACC_SYNCHRONIZED修饰则会先尝试获得锁方法调用结束了释放锁。在JVM底层对于这两种synchronized的实现大致相同。都是基于monitorenter和monitorexit指令实现底层还是使用 标记字段MarkWord和Monitor管程来实现重量级锁。 什么是管程 Monitor中文翻译为管程也有人称之为“监视器”管程指的是管理共享变量以及对共享变量的操作过程让他们支持并发。 Java中的所有对象都可以作为锁每个对象都与一个 monitor 相关联线程可以对 monitor 执行lock 和 unlock 操作。 Java并没有把lock和unlock操作直接开放给用户使用但是却提供了两个指令来隐式地使用这两个操作moniterenter和moniterexit。moniterenter对应lock操作moniterexit对应unlock操作通过这两个指锁定和解锁 monitor 对象来实现同步。 当一个monitor对象被线程持有后它将处于锁定状态。对于一个 monitor 而言同时只能有一个线程能锁定monitor其它线程试图获得已被锁定的 monitor时都将被阻塞。当monitor被释放后阻塞中的线程会尝试获得该 monitor锁。一个线程可以对一个 monitor 反复执行 lock 操作对应的释放锁时需要执行相同次数的 unlock 操作。 管程相关文档 https://www.cnblogs.com/binarylei/p/12544002.html#2-%E7%AE%A1%E7%A8%8Bmonitor
Synchronized锁升级
在JDK1.6之后同步锁一共有四种状态级别从低到高依次是无锁偏向锁轻量级锁重量级锁。这四种状态 会随着竞争激烈情况逐渐升级。 偏向锁(需要运行时间在5-6s以上JVM才会开启) 只有一个线程访问锁资源无竞争的话偏向锁就会把整个同步措施都消除并记录当前持有锁资源的线程和锁的型。 轻量级锁 轻量级锁是基于这样一个想法只有两个线程交替运行时如果线程竞争锁失败了先不立即挂起而是让它飞一会儿自旋在等待过程中可能锁就被释放了这时该线程就可以重新尝试获取锁同时记录持有锁资源的线程和锁的类型。 有关锁的信息都是object对象头中markdown来保存的 锁升级过程演示 对象头怎么看每一位的含义可以看这篇博客
public class Demo {public static void main(String[] args) throws InterruptedException {// 为了开启偏向锁Thread.sleep(5001);Object lock new Object();// 偏向锁 110printObj(lock, 1);// 都在main线程里面所以还是偏向锁synchronized (lock) {printObj(lock, 2);}// 再开一个线程进行资源争抢new Thread(() - {synchronized (lock) {System.out.println(get lock one);// 升级成为了轻量级锁 00printObj(lock, 3);try {Thread.sleep(1000);} catch (InterruptedException e) {throw new RuntimeException(e);}}}).start();// 再开一个线程进行资源争抢new Thread(() - {synchronized (lock) {System.out.println(get lock two);}}).start();// 少量竞争轻量级锁 00printObj(lock, 4);// 让上面的线程结束 然后开始疯狂竞争// 竞争非常的激烈会升级成重量级锁 10Thread.sleep(2000);for (int i 0; i 10; i ) {new Thread(() - {synchronized (lock) {try {Thread.sleep(1000);} catch (InterruptedException e) {throw new RuntimeException(e);}System.out.println(get lock three);}}).start();}printObj(lock, 5);}static void printObj(Object o, int i) {String s ClassLayout.parseInstance(o).toPrintable();System.out.println(s i);}
}java.lang.Object object internals:OFFSET SIZE TYPE DESCRIPTION VALUE0 4 (object header) 05 00 00 00 (00000101 00000000 00000000 00000000) (5)4 4 (object header) 00 00 00 00 (00000000 00000000 00000000 00000000) (0)8 4 (object header) e5 01 00 f8 (11100101 00000001 00000000 11111000) (-134217243)12 4 (loss due to the next object alignment)
Instance size: 16 bytes
Space losses: 0 bytes internal 4 bytes external 4 bytes total1
java.lang.Object object internals:OFFSET SIZE TYPE DESCRIPTION VALUE0 4 (object header) 05 d8 aa 05 (00000101 11011000 10101010 00000101) (95082501)4 4 (object header) e4 01 00 00 (11100100 00000001 00000000 00000000) (484)8 4 (object header) e5 01 00 f8 (11100101 00000001 00000000 11111000) (-134217243)12 4 (loss due to the next object alignment)
Instance size: 16 bytes
Space losses: 0 bytes internal 4 bytes external 4 bytes total2
get lock one
java.lang.Object object internals:OFFSET SIZE TYPE DESCRIPTION VALUE0 4 (object header) c8 ed 5f ad (11001000 11101101 01011111 10101101) (-1386222136)4 4 (object header) b5 00 00 00 (10110101 00000000 00000000 00000000) (181)8 4 (object header) e5 01 00 f8 (11100101 00000001 00000000 11111000) (-134217243)12 4 (loss due to the next object alignment)
Instance size: 16 bytes
Space losses: 0 bytes internal 4 bytes external 4 bytes total3
java.lang.Object object internals:OFFSET SIZE TYPE DESCRIPTION VALUE0 4 (object header) c8 ed 5f ad (11001000 11101101 01011111 10101101) (-1386222136)4 4 (object header) b5 00 00 00 (10110101 00000000 00000000 00000000) (181)8 4 (object header) e5 01 00 f8 (11100101 00000001 00000000 11111000) (-134217243)12 4 (loss due to the next object alignment)
Instance size: 16 bytes
Space losses: 0 bytes internal 4 bytes external 4 bytes total4
get lock two
java.lang.Object object internals:OFFSET SIZE TYPE DESCRIPTION VALUE0 4 (object header) ba 71 b5 05 (10111010 01110001 10110101 00000101) (95777210)4 4 (object header) e4 01 00 00 (11100100 00000001 00000000 00000000) (484)8 4 (object header) e5 01 00 f8 (11100101 00000001 00000000 11111000) (-134217243)12 4 (loss due to the next object alignment)
Instance size: 16 bytes
Space losses: 0 bytes internal 4 bytes external 4 bytes total5
