多线程中的锁 —— synchronized

时间：2025-04-02 10:45:32

文章目录

  • ⭐synchronized（内置锁）
    • 1. synchronized 的基本使用
      • 1.1 修饰静态方法
      • 1.2 修饰普通方法
      • 1.3 修饰代码块
    • 2. synchronized 的特性
      • 2.1 互斥性（原子性）
      • 2.2 刷新内存（可见性）
      • 2.3 可重入（有序性）
    • 3. synchronized 的底层实现原理

​使用锁是 Java 中解决线程安全问题中最主要的手段。

⭐synchronized（内置锁）

synchronized 是 Java 中的关键字，当它用来修饰一个方法或者一个代码块的时候，能够保证在同一时刻最多只有一个线程执行该段代码，而这段代码也被称为临界区。

1. synchronized 的基本使用

synchronized 的基本用法有以下三种：

  1. 修饰静态方法
  2. 修饰普通方法
  3. 修饰代码块

1.1 修饰静态方法

synchronized 修饰的方法是静态方法时，则是类锁。

public synchronized static int countData(int data){
      return data*data;
}
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1.2 修饰普通方法

synchronized 修饰的方法是普通成员方法时，则是对象锁，就是是以当前对象为锁，即调用这个方法的对象。

public synchronized void incr() {
	for(int i = 0; i < MAX_COUNT; i++) {
		number++;
	}
}
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1.3 修饰代码块

修饰代码块时，加锁的对象有三种：

public void decr() {
	synchronized (object) {
	}
}
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是 this 时，是对象锁，可以在非静态方法中使用，不能在静态方法中使用。

public static void test(){
	synchronized (this) {
	}
}
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是类名.class 时，是一个类的 class 对象，就是类锁。可以在静态、非静态方法中使用。

public void test() {
	synchronized (类名.class) {
	}
}
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3.自定义锁对象, object 是一个对象实例。
如果是静态对象，就是类锁；如果是非静态对象，就是对象锁。

public void test() {
	Count count = null;
	synchronized (count) {
	}
}
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注意事项：加锁时一定要注意对于同一个业务的多个线程加锁对象，一定要是同一个对象。

2. synchronized 的特性

2.1 互斥性（原子性）

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的 synchronized 就会阻塞等待。起到了原子性的作用，确保线程互斥的访问同步代码。

2.2 刷新内存（可见性）

synchronized 工作时，先获得互斥锁，再从主内存拷贝变量的最新副本到工作内存中，执行代码，将更改后的共享变量的值刷新到主内存中，然后释放互斥锁。这样就保证了内存可见性。

2.3 可重入（有序性）

synchronized 同步块对同一条线程来说是可重入的，有效的解决了重排序问题，即一个变量在同一时刻只允许一条线程对其进行 lock 操作，实现了有序性。

3. synchronized 的底层实现原理

在 JVM 层面，synchronized 同步锁是依靠监视器 monitor 实现的。

synchronized 同步代码块的实现是通过 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。当 jvm执行到 monitorenter 指令时，当前线程试图获取monitor 对象的所有权，如果未加锁或者已经被当前线程所持有，就把锁的计数器+1；当执行 monitorexit 指令时，锁计数器-1；当锁计数器为0时，该锁就被释放了。如果获取 monitor 对象失败，该线程则会进入阻塞状态，直到其他线程释放锁。

synchronized 修饰的方法是隐式的，无需通过字节码指令来控制，所以没有 monitorenter 指令和 monitorexit 指令，取而代之的 ACC_SYNCHRONIZED 标识，该标识指明了该方法是一个同步方法，JVM 通过该 ACC_SYNCHRONIZED 访问标志来辨别一个方法是否声明为同步方法，从而执行相应的同步调用。

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