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Java中synchronized关键字的使用方法

这篇文章将为大家详细讲解有关Java中synchronized关键字的使用方法,小编觉得挺实用的,因此分享给大家做个参考,希望大家阅读完这篇文章后可以有所收获。

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在并发编程中,synchronized关键字是常出现的角色。之前我们都称呼synchronized关键字为重量锁,但是在JDK1.6中对synchronized进行了优化,引入了偏向锁、轻量锁。本篇介绍synchronized关键字的使用方式,区别和偏向锁、轻量锁和重量锁实现原理。

先看看synchronized关键字的4种用法。

1、修饰普通方法

private synchronized void synMethod(){
}

这种用法中,synchronized锁的对象实例。

2、修饰静态方法

private static synchronized void synMethod(){
}

synchronized在这种情况下,锁的是当前Class类对象。

3、同步方法块

private  void synMethod1(){
        synchronized(this){
            
        }
    }    
    private  void synMethod2(){
        synchronized(ThreadTest.class){
            
        }
    }

synMethod1中锁对象实例;synMethod2的是当前Class类对象。

再介绍锁原理

在介绍锁原理之前,先认识一下Java对象头Mark Word,以32位为例。

锁状态

25 bit

4bit

1bit

2bit

23bit

2bit

是否偏向锁

锁标志位

轻量级锁

指向栈中锁记录的指针

0

重量级锁

指向互斥量(重量级锁)的指针

10

GC标记

11

偏向锁

线程ID

Epoch

对象分代年龄

1

01

无锁

对象的hashCode

对象分代年龄

0

01

上面的表格中,描述的是对象在每个锁状态时,对象头中所存储的信息。

1、偏向锁

实际环境中,线程在访问同步块时,如果没有其他线程对锁进行竞争,并且由同一个线程多次获得锁,也就是单线程运行同步代码,在这种情况下,若是每次还阻塞线程,就代表白白浪费CPU性能。这种情况下,引入了偏向锁概念。

Java中synchronized关键字的使用方法

  • 访问同步代码块

  • 判断对象头Mark Word中存储的线程ID是否指向当前线程,如果是,则表明当前是锁的重入,不需要再获得锁,直接执行同步代码

  • 如果不是,则尝试使用CAS算法将线程ID更新至对象头中。

  • 成功,获得锁,执行同步代码。更新失败表明存在锁竞争,等待全局安全点,暂停拥有偏向锁的线程,根据对象头的锁标志位,选择将偏向锁升级为轻量锁或者置为无锁。

 可以使用-XX:-userBiasedLocking=false来关闭JVM偏向锁优化,默认直接进入轻量锁。

2、轻量锁

Java中synchronized关键字的使用方法

  • 访问同步代码块时,先在当前线程的线程栈中创建一个锁记录(Lock Record)区域。

  • 把对象头Mark Word拷贝到Lock Record中。

  • 利用CAS尝试将对象头Mark Word中的线程指针更新为指向当前线程的指针

  • 更新成功,则获得轻量锁。

  • 更新失败,检查Mark Word中的指针是否指向当前线程。

  • 如果是,则说明是锁的重入现象。执行同步代码块

  • 如果不是,则说明此时存在竞争。需要把轻量锁膨胀为重量锁。

3、重量锁

重量锁是基于对象监视器(Monitor)来实现的。

Java中synchronized关键字的使用方法

线程在执行同步代码时,需要调用一个Monitor.enter指令。执行退出后,调用Monitor.exit指令。这里看得出,监视器具有排它性,一个时间点只能有一个线程enter成功,其他线程只能阻塞在队列中。所以这种重量锁的操作成本很高。

关于Java中synchronized关键字的使用方法就分享到这里了,希望以上内容可以对大家有一定的帮助,可以学到更多知识。如果觉得文章不错,可以把它分享出去让更多的人看到。


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