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Java中的关键字synchronized 详解

程序员文章站 2023-12-20 13:54:28
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,...

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中的关键字synchronized 详解

  1. 访问同步代码块
  2. 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
  3. 如果不是,则尝试使用cas算法将线程id更新至对象头中。
  4. 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中的关键字synchronized 详解

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中的关键字synchronized 详解

 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。

以上所述是小编给大家介绍的java中的关键字synchronized详解整合,希望对大家有所帮助

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