Java中的关键字synchronized 详解

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	空					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。

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

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。

 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