《多线程系列三》只会用,但是不懂的synchronized

2021-05-24 10:38:50 浏览数 (1)

《多线程系列一》线程是什么?怎么理解多线程!

《多线程系列二》不理解future怎么能有future?

synchronized可以说是每个Java程序员同步要用的关键词,但是大部分人多不太清楚这个东西怎么回事,今天大概聊一聊。

一、锁的概念

    先来聊聊这几个概念,总不能聊起来的时候啥也不知道,只知道干活也没有用。

  公平锁:当线程A获取访问该对象,获取到锁后,此时内部存在一个计数器num 1,其他线程想访问该对象,就会进行排队等待(等待队列最前一个线程处于待唤醒状态),直到线程A释放锁(num = 0),此时会唤醒处于待唤醒状态的线程进行获取锁的操作,一直循环。如果线程A再次尝试获取该对象锁时,会检查该对象锁释放已经被占用,如果还是当前线程占用锁,则直接获得锁,不用进入排队。

  非公平锁:当线程A在释放锁后,等待对象的线程会进行资源竞争,竞争成功的线程将获取该锁,其他线程继续睡眠。

  公平锁是严格的以FIFO的方式进行锁的竞争,但是非公平锁是无序的锁竞争,刚释放锁的线程很大程度上能比较快的获取到锁,队列中的线程只能等待,所以非公平锁可能会有“饥饿”的问题。但是重复的锁获取能减小线程之间的切换,而公平锁则是严格的线程切换,这样对操作系统的影响是比较大的,所以非公平锁的吞吐量是大于公平锁的,这也是为什么JDK将非公平锁作为默认的实现。

   悲观锁:总是假设最坏的情况,每次想要使用数据的时候就恰好别人也要修改数据,一切是以安全第一,所以在每次操作资源的时候都会先加锁,不管有没有人抢,然后独占资源。Java中synchronizedReentrantLock等独占锁就是悲观锁思想的实现

乐观锁:乐观锁和悲观锁刚好相反,假定自己使用资源的时候没有人抢,所以不需要上锁。乐观锁的实现方案一般来说有两种:版本号机制CAS实现 。下期可能会讲。

在Java中java.util.concurrent.atomic包下面的原子变量类就是使用了乐观锁的一种实现方式CAS实现的。

二、synchronized 的使用方式

场景

具体分类

锁对象

代码示例

修饰方法

实例方法

当前实例对象

public synchronized void method () {  ...  }

...

静态方法

当前类的Class对象

public static synchronized void method () { ... }

修饰代码块

代码块

( )中配置的对象

synchronized(object) { ... }

三、synchronized 的实现原理列

想知道原来先去底层看下,看看字节码是什么样子的,let's go!

代码语言:javascript复制
  private static Object lock = new Object();

  public static synchronized void testSyn() {
      System.out.println("香菜");
  }
  public synchronized void testSyn2() {
      System.out.println("香菜");
  }
  public static void testObj() {
      synchronized (lock) {
          System.out.println("香菜");
      }
  }

看下字节码:

可以看到synchronized 的地方使用的是monitorenter指令,每个对象都和一个monitor对象关联,主要用来控制互斥资源的访问,如果你想要加锁必须先获得monitor的批准,如果现在正有线程访问,会把申请的线程加入到等待队列。

四、总结

1、 无论synchronized关键字加在方法上还是对象上,如果它作用的对象是非静态的,则它取得的锁是对象;如果synchronized作用的对象是一个静态方法或一个类,则它取得的锁是对class对象的锁,该类所有的对象同一把锁。2、每个对象只有一个锁(lock)与之相关联,谁拿到这个锁谁就可以运行它所控制的那段代码。

3、实现同步是要很大的系统开销作为代价的,甚至可能造成死锁,所以尽量避免无谓的同步控制,避免做嵌套synchronized 的使用。

4、synchronized 要尽量控制范围,不能范围太大,否则会损失系统性能。

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