【多线程学习6】synchronized关键字

【多线程学习6】synchronized关键字

一、synchronized关键字是什么？有什么作用？

synchronized关键字是Java线程同步的关键字，其可以修饰方法或代码块，并可以保证其修饰的方法或代码块在任意时刻只能有一个线程执行。

synchronized关键字使用主要有下面3种：

• 修饰代码块
• 修饰实例方法
• 修饰静态方法

其中
synchronized关键字加到static静态方法和synchronized(class)代码块上都是给class类上锁。
synchronized关键字加到实例方法或synchronized(object)上是给对象实例上锁。

1、synchronized修饰代码块（锁指定对象/类）

    private static final Object object1 = new Object();
     public static void deal1() {
        //同步代码，获取对象锁
         synchronized (object1) {
            //需要同步的操作
        }
        
        //同步代码，获取class类锁
        synchronized (practice3.class) {
             //需要同步的操作
        }
    }

2、synchronized修饰实例方法（锁当前对象实例）

给当前对象实例加锁，进入同步代码前要获得当前对象实例的锁。

    public synchronized void dealIt() {
        //需要同步的操作
    }

3、synchronized修饰静态方法（锁当前类）

给当前类加锁，进入同步代码块前要获得当前class的锁（会作用于类的所有对象实例）。
因为静态成员不属于任何一个实例对象，归整个类所有，不依赖于类的特定实例，所以被类的所有实例共享。

    public synchronized static void dealIt() {
        //需要同步的操作
    }

问题思考1：

被synchronized修饰的静态方法和非静态方法之间调用互斥吗？
答：
不互斥，如果线程A调用的是实例对象所属的类的静态synchronized方法，线程B调用的是实例对象的非静态synchronized方法，是允许的，不会发生互斥现象，因为访问静态synchronized方法占用的锁是当前类的锁，而非静态synchronized方法所占用的锁是当前实例对象的锁。

问题思考2：

构造方法可以使用synchronized修饰吗？
答：
构造方法不能使用synchronized关键字修饰。
因为构造方法本身就属于线程安全的，不存在同步构造方法一说。

二、synchronized底层原理

1、对于synchronized同步代码块情况

public class synchronized1{
	public void deal() {
		synchronized(synchronized1.class) {
			System.out.println("Hello wys");
		}
	}
}

执行反编译，并查看反编译后的内容

说明：先将.java文件编辑为.class字节码文件，然后将.class文件反编译查看其反编译后的内容，反编译后的内容如下：

从上面反编译后的内容中我们可以看到：synchronized同步语句块是通过使用 monitorenter 和 monitorexit两个指令。其中monitorenter指令指向同步代码块的开始位置，monitorexit指令则指向同步代码块的结束位置。

在执行monitorenter时，当前线程会尝试获取锁对象的monitor的持有权（对象监视器monitor），当monitor里的计数器为0就可以获取，并将计数器加1。如果当前线程获取锁失败，那当前线程就要阻塞等待，直到锁被另一个线程释放为止。

在执行monitorexit指令后，将锁计数器设为0，表示锁被释放，其他线程可以尝试获取锁。（注意：当前线程拥有锁对象才能执行monitorexit指令）

2、synchronized修饰方法的情况

public class synchronized1{
	public synchronized void deal1() {
			System.out.println("Hello wys");
	}
}

我们从反编译的结果可以看到，synchronized修饰方法并没有monitorenter指令和monitorexit指令，取而代之使用的是ACC_SYNCHRONIZED标识。该标识指明此方法为一个同步方法。JVM通过该标识ACC_SYNCHRONIZED标识来辨别一个方法是否为同步方法，从而进行相应的同步调用。

如果是实例方法，JVM会尝试获取实例对象的锁，如果是静态方法JVM会尝试获取当前class的锁。

总结：

• 1、synchronized同步代码块底层实现是通过monitorenter和monitorexit指令，其中monitorenter指令指向同步代码块的开始位置，monitorexit指令则指明同步代码块的结束位置。
• 2、synchronized修饰方法并没有monitorenter和monitorexit指令，取而代之的是ACC_SYNCHRONIZED标识，该标识指明了该方法是一个同步方法。
• 不过两者的本质都是对对象监视器monitor的获取。

三、synchronized和volatile有什么区别？

synchronized关键字 和 volatile关键字 两者是互补存在的而不是对立存在的。

• volatile关键字是线程同步的轻量级实现。volatile关键字可以保证变量的可见性，但是不能保证对变量操作的原子性。而synchronized关键字两者都能保证。
• volatile关键字只能修饰变量，而synchronized关键字可以修饰方法和代码块。
• volatile主要是用于解决多线程环境下变量的可见性，而synchronized主要是用于解决多线程环境下访问资源的同步性。

四、JDK1.6之后synchronized底层做了哪些优化？

JDK1.6对锁的实现引入了大量的优化，如如偏向锁、轻量级锁、自旋锁、适应性自旋锁、锁消除、锁粗化等技术来减少锁操作的开销。

加入偏向锁和轻量锁后，锁就有四种状态级别由低到高：无锁-》偏向锁-》轻量级锁-》重量级锁。

具体详细优化内容后续文章介绍