javaEE——synchronized关键字

前言

在前面已经零零散散的介绍了synchronized关键字，这篇文章对其进行总结。

1. synchronized特性

在JDK1.8，synchronized有如下特性：

1. 开始时是乐观锁, 如果锁冲突频繁, 就转换为悲观锁.
2. 开始是轻量级锁实现, 如果锁被持有的时间较长, 就转换成重量级锁.
3. 实现轻量级锁的时候⼤概率⽤到的⾃旋锁策略
4. 是一种不公平锁
5. 是一种可重入锁
6. 不是读写锁

2. synchronized的使用

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

2.1 修饰实例方法

public synchronized void method() {
    // 同步代码
}

锁对象是当前实例对象(this)
同一实例的同步方法在同一时刻只能被一个线程访问

2.2 修饰静态方法

public static synchronized void staticMethod() {
    // 同步代码
}

锁对象是当前类的Class对象(类锁)
所有实例的同步静态方法在同一时刻只能被一个线程访问

2.3 同步代码块

// 锁对象是obj
synchronized(obj) {
    // 同步代码
}
// 锁对象是当前实例
synchronized(this) {
    // 同步代码
}

// 锁对象是类的Class对象
synchronized(ClassName.class) {
    // 同步代码
}

可以更细粒度地控制同步范围
可以指定任意对象作为锁

3. synchronized的锁机制

在上篇文章说到，JVM将synchronized分为无锁、偏向锁、轻量级锁、重量级锁状态，会依次进行升级。

1. 无锁状态：对象刚创建时的状态

2. 偏向锁：
   适用于只有一个线程访问同步块的场景
   通过CAS操作在对象头和栈帧中记录线程ID（实际上并没有加锁，只是做了个标记）
   同一线程再次进入时无需同步操作

3. 轻量级锁(自旋锁)：
   当有多个线程轻度竞争时
   通过CAS操作将对象头中的Mark Word替换为指向锁记录的指针，如果更新成功，则认为加锁成功。
   如果线程通过自旋尝试获取锁，避免线程阻塞

4. 重量级锁：
   当竞争激烈时，自旋不能快速获取到锁状态
   使用操作系统的互斥量(mutex)实现
   执行加锁操作，先进入内核态，判定当前锁是否被占用
   如果没有被占用，则加锁成功，切换回用户态
   如果被占用，线程则是未获取锁的状态，对于未获取锁的线程，挂起，进入阻塞状态。

总结

本篇文章系统的总结了synchronized关键字，看完这篇文章后，希望你能对这个关键字有更加透彻的理解。