在併發程式設計中,多執行緒同時併發訪問的資源叫做臨界資源,當多個執行緒同時訪問物件並要求操作相同資源時,分割了原子操作就有可能出現數據的不一致或資料不完整的情況,為避免這種情況的發生,我們會採取同步機制,以確保在某一時刻,方法內只允許有一個執行緒。

      採用synchronized修飾符實現的同步機制叫做互斥鎖機制,它所獲得的鎖叫做互斥鎖。每個物件都有一個monitor(鎖標記),當執行緒擁有這個鎖標記時才能訪問這個資源,沒有鎖標記便進入鎖池。任何一個物件系統都會為其建立一個互斥鎖,這個鎖是為了分配給執行緒的,防止打斷原子操作。每個物件的鎖只能分配給一個執行緒,因此叫做互斥鎖。

      這裡就使用同步機制獲取互斥鎖的情況,進行幾點說明:

      1、如果同一個方法內同時有兩個或更多執行緒,則每個執行緒有自己的區域性變數拷貝。

      2、類的每個例項都有自己的物件級別鎖。當一個執行緒訪問例項物件中的synchronized同步程式碼塊或同步方法時,該執行緒便獲取了該例項的物件級別鎖,其他執行緒這時如果要訪問synchronized同步程式碼塊或同步方法,便需要阻塞等待,直到前面的執行緒從同步程式碼塊或方法中退出,釋放掉了該物件級別鎖。

      3、訪問同一個類的不同例項物件中的同步程式碼塊,不存在阻塞等待獲取物件鎖的問題,因為它們獲取的是各自例項的物件級別鎖,相互之間沒有影響。

      4、持有一個物件級別鎖不會阻止該執行緒被交換出來,也不會阻塞其他執行緒訪問同一示例物件中的非synchronized程式碼。當一個執行緒A持有一個物件級別鎖(即進入了synchronized修飾的程式碼塊或方法中)時,執行緒也有可能被交換出去,此時執行緒B有可能獲取執行該物件中程式碼的時間,但它只能執行非同步程式碼(沒有用synchronized修飾),當執行到同步程式碼時,便會被阻塞,此時可能執行緒規劃器又讓A執行緒執行,A執行緒繼續持有物件級別鎖,當A執行緒退出同步程式碼時(即釋放了物件級別鎖),如果B執行緒此時再執行,便會獲得該物件級別鎖,從而執行synchronized中的程式碼。

     5、持有物件級別鎖的執行緒會讓其他執行緒阻塞在所有的synchronized程式碼外。例如,在一個類中有三個synchronized方法a,b,c,當執行緒A正在執行一個例項物件M中的方法a時,它便獲得了該物件級別鎖,那麼其他的執行緒在執行同一例項物件(即物件M)中的程式碼時,便會在所有的synchronized方法處阻塞,即在方法a,b,c處都要被阻塞,等執行緒A釋放掉物件級別鎖時,其他的執行緒才可以去執行方法a,b或者c中的程式碼,從而獲得該物件級別鎖。

     6、使用synchronized(obj)同步語句塊,可以獲取指定物件上的物件級別鎖。obj為物件的引用,如果獲取了obj物件上的物件級別鎖,在併發訪問obj物件時時,便會在其synchronized程式碼處阻塞等待,直到獲取到該obj物件的物件級別鎖。當obj為this時,便是獲取當前物件的物件級別鎖。

     7、類級別鎖被特定類的所有示例共享,它用於控制對static成員變數以及static方法的併發訪問。具體用法與物件級別鎖相似。

    8、互斥是實現同步的一種手段,臨界區、互斥量和訊號量都是主要的互斥實現方式。synchronized關鍵字經過編譯後,會在同步塊的前後分別形成monitorenter和monitorexit這兩個位元組碼指令。根據虛擬機器規範的要求,在執行monitorenter指令時,首先要嘗試獲取物件的鎖,如果獲得了鎖,把鎖的計數器加1,相應地,在執行monitorexit指令時會將鎖計數器減1,當計數器為0時,鎖便被釋放了。由於synchronized同步塊對同一個執行緒是可重入的,因此一個執行緒可以多次獲得同一個物件的互斥鎖,同樣,要釋放相應次數的該互斥鎖,才能最終釋放掉該鎖。