Java Synchronized详解

Java Synchronized详解


原理

JVM规范中描述:每个对象有一个监视器锁(monitor)。

当monitor被占用时就会处于锁定状态,线程执行monitorenter指令时尝试获取monitor的所有权,过程如下:

1、如果monitor的进入数为0,则该线程进入monitor,然后将进入数设置为1,该线程即为monitor的所有者。

2、如果线程已经占有该monitor,只是重新进入,则进入monitor的进入数加1.

3.如果其他线程已经占用了monitor,则该线程进入阻塞状态,直到monitor的进入数为0,再重新尝试获取monitor的所有权。

Synchronized的语义底层是通过一个monitor的对象来完成,其实wait/notify等方法也依赖于monitor对象,

这就是为什么只有在同步的块或者方法中才能调用wait/notify等方法,否则会抛出java.lang.IllegalMonitorStateException的异常的原因。

Synchronized是通过对象内部的一个叫做监视器锁(monitor)来实现的。

但是监视器锁本质又是依赖于底层的操作系统的互斥锁(Mutex Lock)来实现的。而操作系统实现线程之间的切换这就需要从用户态转换到核心态,这个成本非常高,状态之间的转换需要相对比较长的时间,这就是为什么Synchronized效率低的原因。

因此,这种依赖于操作系统互斥锁(Mutex Lock)所实现的锁我们称之为“重量级锁”。



总结

1、 无论synchronized关键字加在方法上还是对象上,如果它作用的对象是非静态的,则它取得的锁是对象;如果synchronized作用的对象是一个静态方法或一个类,则它取得的锁是对类,该类所有的对象同一把锁。

2、每个对象只有一个锁(lock)与之相关联,谁拿到这个锁谁就可以运行它所控制的那段代码。

3、实现同步是要很大的系统开销作为代价的,甚至可能造成死锁,所以尽量避免无谓的同步控制



总览

synchronized是Java中的关键字,是一种同步锁。它修饰的对象有以下几种:

1. 修饰一个代码块,被修饰的代码块称为同步语句块,其作用的范围是大括号{}括起来的代码,作用的对象是调用这个代码块的对象;
  2. 修饰一个方法,被修饰的方法称为同步方法,其作用的范围是整个方法,作用的对象是调用这个方法的对象;
  3. 修改一个静态的方法,其作用的范围是整个静态方法,作用的对象是这个类的所有对象;
  4. 修改一个类,其作用的范围是synchronized后面括号括起来的部分,作用主的对象是这个类的所有对象。



修饰代码块

一个线程访问一个对象中的synchronized(this)同步代码块时,其他试图访问该对象的线程将被阻塞。

注意,synchronized锁定的是对象,即线程对象,当两个线程执行两个对象的相同代码块时,将不受影响。

当一个线程访问对象的一个synchronized(this)同步代码块时,另一个线程仍然可以访问该对象中的非synchronized(this)同步代码块。



修饰方法

Synchronized修饰一个方法很简单,就是在方法的前面加synchronized,public synchronized void method(){};

在用synchronized修饰方法时要注意:

synchronized关键字不能继承。
虽然可以使用synchronized来定义方法,但synchronized并不属于方法定义的一部分,因此,synchronized关键字不能被继承。如果在父类中的某个方法使用了synchronized关键字,而在子类中覆盖了这个方法,在子类中的这个方法默认情况下并不是同步的,而必须显式地在子类的这个方法中加上synchronized关键字才可以。当然,还可以在子类方法中调用父类中相应的方法,这样虽然子类中的方法不是同步的,但子类调用了父类的同步方法,因此,子类的方法也就相当于同步了。



修饰静态的方法

由于静态方法是属于类的而不是属于对象的,同样的,synchronized修饰的静态方法锁定的是这个类的所有对象。

当两个线程执行两个对象的相同静态方法时,将会保持同步,这是因为两个对象共用一把锁。



修饰类

效果和上面synchronized修饰静态方法是一样的,synchronized作用于一个类T时,是给这个类T加锁,T的所有对象用的是同一把锁。



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