synchronized 关键字 - 监视器锁 monitor lock

标签：加锁 monitor synchronized 对象 lock 线程 SynchronizedDemo public

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一、1 synchronized 的特性

1、互斥

2、可重入  

 二、synchronized 使用示例

 1、修饰代码块: 明确指定锁哪个对象.

2、直接修饰普通⽅法: 锁的 SynchronizedDemo 对象 

3、修饰静态方法: 锁的 SynchronizedDemo 类的对象

我们重点要理解，synchronized 锁的是什么. 两个线程竞争同⼀把锁, 才会产生阻塞等待.  两个线程分别尝试获取两把不同的锁, 不会产⽣竞争.

三、Java 标准库中的线程安全类  

Java 标准库中很多都是线程不安全的. 这些类可能会涉及到多线程修改共享数据, ⼜没有任何加锁措施.

但是还有⼀些是线程安全的. 使⽤了⼀些锁机制来控制

还有的虽然没有加锁, 但是不涉及 "修改", 仍然是线程安全的

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一、1 synchronized 的特性

1、互斥

synchronized 会起到互斥效果, 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

 synchronized⽤的锁是存在Java对象头⾥的。

可以粗略理解成, 每个对象在内存中存储的时候, 都存有⼀块内存表⽰当前的 "锁定" 状态(类似于厕所的 "有⼈/⽆⼈"). 如果当前是 "⽆⼈" 状态, 那么就可以使⽤, 使⽤时需要设为 "有⼈" 状态. 如果当前是 "有⼈" 状态, 那么其他⼈⽆法使⽤, 只能排队

 

理解 "阻塞等待". 针对每⼀把锁, 操作系统内部都维护了⼀个等待队列. 当这个锁被某个线程占有的时候, 其他线程尝试进⾏加锁, 就加不上了, 就会阻塞等待, ⼀直等到之前的线程解锁之后, 由操作系统唤醒⼀个新的线程, 再来获取到这个锁. 注意:

• 上⼀个线程解锁之后, 下⼀个线程并不是⽴即就能获取到锁. ⽽是要靠操作系统来 "唤醒". 这也就是操作系统线程调度的⼀部分⼯作.
• 假设有 A B C 三个线程, 线程 A 先获取到锁, 然后 B 尝试获取锁, 然后 C 再尝试获取锁, 此时 B 和 C都在阻塞队列中排队等待. 但是当 A 释放锁之后, 虽然 B ⽐ C 先来的, 但是 B 不⼀定就能获取到锁, ⽽是和 C 重新竞争, 并不遵守先来后到的规则.

 synchronized的底层是使⽤操作系统的mutex lock实现的.

2、可重入  

synchronized 同步块对同⼀条线程来说是可重⼊的，不会出现⾃⼰把⾃⼰锁死的问题； 

理解 "把⾃⼰锁死" ⼀个线程没有释放锁, 然后⼜尝试再次加锁. // 第⼀次加锁, 加锁成功 lock(); // 第⼆次加锁, 锁已经被占⽤, 阻塞等待. lock(); 按照之前对于锁的设定, 第⼆次加锁的时候, 就会阻塞等待. 直到第⼀次的锁被释放, 才能获取到第二个锁. 但是释放第⼀个锁也是由该线程来完成, 结果这个线程已经躺平了, 啥都不想⼲了, 也就⽆法进⾏解锁操作. 这时候就会 死锁

 

这样的锁称为 不可重⼊锁.  

Java 中的 synchronized 是 可重⼊锁, 因此没有上⾯的问题. 

for (int i = 0; i < 50000; i++) {
        synchronized (locker) {
            synchronized (locker) {
                count++;
            }
        }
    }

在可重⼊锁的内部, 包含了 "线程持有者" 和 "计数器" 两个信息

• 如果某个线程加锁的时候, 发现锁已经被⼈占⽤, 但是恰好占⽤的正是⾃⼰, 那么仍然可以继续获取到锁, 并让计数器⾃增.
• 解锁的时候计数器递减为 0 的时候, 才真正释放锁. (才能被别的线程获取到)

 二、synchronized 使用示例

synchronized 本质上要修改指定对象的 "对象头". 从使⽤⻆度来看, synchronized 也势必要搭配⼀个具体的对象来使⽤

 

 1、修饰代码块: 明确指定锁哪个对象.

锁任意对象

public class SynchronizedDemo {
        private Object locker = new Object();

        public void method() {
            synchronized (locker) {

            }
        }
    }

 锁当前对象

public class SynchronizedDemo {
        public void method() {
            synchronized (this) {
                //
            }
        }
    }

2、直接修饰普通⽅法: 锁的 SynchronizedDemo 对象 

public class SynchronizedDemo {
        public synchronized void methond() {
        }
    }

3、修饰静态方法: 锁的 SynchronizedDemo 类的对象

public class SynchronizedDemo {
        public synchronized static void method() {
        }
    }

我们重点要理解，synchronized 锁的是什么. 两个线程竞争同⼀把锁, 才会产生阻塞等待.  两个线程分别尝试获取两把不同的锁, 不会产⽣竞争.

 

三、Java 标准库中的线程安全类  

Java 标准库中很多都是线程不安全的. 这些类可能会涉及到多线程修改共享数据, ⼜没有任何加锁措施.

• ArrayList
• LinkedList
• HashMap
• TreeMap
• HashSet
• TreeSet
• StringBuilder

但是还有⼀些是线程安全的. 使⽤了⼀些锁机制来控制

• Vector (不推荐使⽤)
• HashTable (不推荐使⽤)
• ConcurrentHashMap
• StringBuffer

 StringBuffer 的核⼼⽅法都带有 synchronized .

还有的虽然没有加锁, 但是不涉及 "修改", 仍然是线程安全的

• String

 

标签：加锁,monitor,synchronized,对象,lock,线程,SynchronizedDemo,public
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