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synchronized(修饰方法和代码块)

synchronized(修饰方法和代码块)

1. 含义

  • synchronized 是同步锁,用来实现互斥同步。
  • 在 Java 中,关键字 synchronized 可以保证在同一个时刻,只有一个线程可以执行某个方法或者某个代码块(主要是对方法或者代码块中存在共享数据的操作)。
  • synchronized 还可以保证一个线程的变化(主要是共享数据的变化)被其他线程所看到(保证可见性,完全可以替代 volatile 功能,但是 volatile 更轻量,还是要分场景使用)。

2. 用法

synchronized 包括三种用法:

  • 修饰实例方法
  • 修饰静态方法
  • 修饰代码块

2.1 修饰实例方法

所谓的实例对象锁就是用 synchronized 修饰实例对象中的实例方法,注意是实例方法不包括静态方法,如下:

public synchronized void increase() {
    i++;
}

2.2 修饰静态方法

当 synchronized 作用于静态方法时,其锁就是当前类的 class 对象锁。由于静态成员不专属于任何一个实例对象,是类成员,因此通过 class 对象锁可以控制静态成员的并发操作。需要注意的是如果一个线程 A 调用一个实例对象的非 static synchronized 方法,而线程 B 需要调用这个实例对象所属类的静态 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 class 对象,而访问非静态 synchronized 方法占用的锁是当前实例对象锁,二者的锁并不一样,所以不冲突。

public static synchronized void increase() {
    i++;
}

2.3 修饰代码块

在某些情况下,我们编写的方法体可能比较大,同时存在一些比较耗时的操作,而需要同步的代码又只有一小部分,如果直接对整个方法进行同步操作,可能会得不偿失,此时我们可以使用同步代码块的方法对需要同步的代码进行包裹,这样就无需对整个方法进行同步操作了。

我们可以使用如下几种对象来作为锁的对象:

成员锁

锁的对象是变量

public Object synMethod(Object a1) {
    synchronized(a1) {
        // 操作
    }
}
实例对象锁

this 代表当前实例

synchronized(this) {
    for (int j = 0; j < 100; j++) {
        i++;
    }
}
当前类的 class 对象锁
synchronized(AccountingSync.class) {
    for (int j = 0; j < 100; j++) {
        i++;
    }
}

3. 什么是可重入锁

含义

所谓可重入锁,指的是以线程为单位,当一个线程获取对象锁之后,这个线程可以再次获取本对象上的锁,而其他的线程是不可以的。(同一个加锁线程自己调用自己不会发生死锁情况)

意义

防止死锁。

实现原理

通过为每个锁关联一个请求计数和一个占有它的线程。当计数为 0 时,认为锁是未被占有的。线程请求一个未被占有的锁时,jvm 将记录锁的占有者,并且将请求计数器置为 1 。如果同一个线程再次请求这个锁,计数将递增;每次占用线程退出同步块,计数器值将递减。直到计数器为0,锁被释放。

应用

synchronized 和 ReentrantLock 都是可重入锁。

ReentrantLock 表现为 API 层面的互斥锁(lock() 和 unlock() 方法配合 try/finally 语句块来完成),synchronized 表现为原生语法层面的互斥锁。


4. 互斥同步的缺点

互斥同步最主要的问题就是进行线程阻塞和唤醒所带来的性能问题,因此这种同步也被称为阻塞同步。而且加锁方式属于悲观锁(不管操作是否成功都加锁)。


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