巨人大哥談Java中的Synchronized關鍵字用法

認識synchronized

對於寫多線程程序的人來說，經常碰到的就是並發問題，對於容易出現並發問題的地方價格synchronized基本上就搞定 了，如果說不考慮性能問題的話，這一操絕對能應對百分之九十以上的情況，若對於性能方面有要求的話就需要額外的知識比如讀寫鎖等等。本文目的先了解透徹synchronized的基本原理。

Synchronized的基本使用

Synchronized的作用主要有三個：
（1）確保線程互斥的訪問同步代碼
（2）保證共享變量的修改能夠及時可見
（3）有效解決重排序問題。
從語法上講，Synchronized總共有三種用法：
　 （1）修飾普通方法
　 　 （2）修飾靜態方法
　 　 （3）修飾代碼塊
　　

package com.paddx.test.concurrent;
public class SynchronizedDemo {
public void method() {
synchronized (this) {
System.out.println("Method 1 start");
}
}
}

對於上述方法我們很容易就知道是線程安全的，具體是怎麽做的到的線程安全呢，對class通過javap編譯結果如下：

monitorenter

每個對象有一個監視器鎖（monitor）。當monitor被占用時就會處於鎖定狀態，線程執行monitorenter指令時嘗試獲取monitor的所有權，過程如下：

1、如果monitor的進入數為0，則該線程進入monitor，然後將進入數設置為1，該線程即為monitor的所有者。

2、如果線程已經占有該monitor，只是重新進入，則進入monitor的進入數加1.

3.如果其他線程已經占用了monitor，則該線程進入阻塞狀態，直到monitor的進入數為0，再重新嘗試獲取monitor的所有權。

monitorexit

執行monitorexit的線程必須是objectref所對應的monitor的所有者。

指令執行時，monitor的進入數減1，如果減1後進入數為0，那線程退出monitor，不再是這個monitor的所有者。其他被這個monitor阻塞的線程可以嘗試去獲取這個 monitor 的所有權。
　　通過這兩段描述，我們應該能很清楚的看出Synchronized的實現原理，Synchronized的語義底層是通過一個monitor的對象來完成，其實wait/notify等方法也依賴於monitor對象，這就是為什麽只有在同步的塊或者方法中才能調用wait/notify等方法，否則會拋出java.lang.IllegalMonitorStateException的異常的原因。

原理總結

每個對象都有一個內部的鎖或者叫做是監視器，稱之為monitor，當一個方法加上synchronized關鍵字的時候，如果一個線程想執行這個方法那麽首先需要獲取這個對象的monirot權限，對應到指令上面也就是需要獲取monitorenter 指令，如果一個對象獲取到這個指令之後，那麽monitor的進入數為1，當其他線程再次獲取的時候發現這個對象的monitor對象被別的線程所占用，那麽進入阻塞狀態，知道占用這個對象的線程執行monitorexit,設置進入數為0為止。

如果synchronized加在普通方法上，那麽有效的範圍是多個線程執行同一個對象的方法。通過上面的解釋應該比較容易理解了，因為不同的對象獲取的是不同的monitor監視器，自然也就不存在占用–等待的過程了。如果是加載static方法上那麽需要獲取的就是這個對象所在class的Class對象，所以此時不管是幾個對象，對應的都是同一個class對象，也就是說多個線程又存在對同一個monitor的占用—等待的過程了。所以說加載static上是對於整個類文件有效。

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