悲觀的併發策略——synchronized互斥鎖

互斥鎖是最多見的同步手段，在併發過程當中，當多條線程對同一個共享數據競爭時，它保證共享數據同一時刻只能被一條線程使用，其餘線程只有等到鎖釋放後才能從新進行競爭。

對於Java開發人員，最熟悉的確定就是用synchronized關鍵詞完成鎖功能，在涉及到多線程併發時，對於一些變量，你應該會堅決果斷地加上synchronized去保證變量的同步性。

在C/C++中可直接使用操做系統提供的互斥鎖實現同步和線程的阻塞和喚起，與之不一樣的是，Java要把這些底層封裝，而synchronized就是一個典型的互斥鎖，同時它也是一個JVM級別的鎖，它的實現細節所有封裝在JVM中實現，對開發人員只提供了synchronized關鍵詞。

根據鎖的顆粒度，能夠用synchronized對一個變量、一個方法、一個對象和一個類等加鎖。被synchronized修飾的程序塊通過編譯後，會在先後生成monitorenter和monitorexit兩個字節碼指令，其中涉及到鎖定和解鎖對象的肯定，這就要根據synchronized來肯定了，假如明確指定了所對象，例如synchronized(變量)、synchronized(this)等，說明加解鎖對象爲變量或運行時對象。假如沒有明確指定對象，則根據synchronized修飾的方法去找對應的鎖對象，如修飾一個非靜態方法表示此方法對應的對象爲鎖對象，如修飾一個靜態方法則表示此方法對應的類對象爲鎖對象。當一個對象被鎖住時，對象裏面全部用synchronized修飾的方法都將產生堵塞，而對象裏非synchronized修飾的方法可正常被調用，不受鎖影響。

爲了實現互斥鎖，JVM的monitorenter和monitorexit字節碼依賴底層操做系統的互斥鎖來實現，Java層面的線程與操做系統的原生線程有映射關係，這時若是要將一個線程進行阻塞或喚起都須要操做系統的協助，須要從用戶態切換到內核態來執行，這種切換代價十分昂貴，須要消耗不少處理器時間。若是可能，應該減小這樣的切換，JVM通常會採起一些措施進行優化，例如在把線程進行阻塞操做以前先讓線程自旋等待一段時間，可能在等待期間其餘線程已經解鎖，這時就無需再讓線程執行阻塞操做，避免了用戶態到內核態的切換。

Synchronized還有另一個重要的特性——可重入性。這個特性主要是針對當前線程而言的，可重入便是本身能夠再次得到本身的內部鎖，在嘗試獲取對象鎖時，若是當前線程已經擁有了此對象的鎖，則把鎖的計數器加一，在釋放鎖時則對應地減一，當鎖計數器爲0時表示鎖徹底被釋放，此時其餘線程可對其加鎖。可重入特性是爲了解決本身鎖死本身的狀況，以下面僞代碼：

public class DeadLock{
    public synchronized void method1(){}
    public synchronized void method2(){
        this.method1();
    }
    public static void main(String[] args){
        DeadLock deadLock=new DeadLock();
        deadLock.method2();
    }
}
複製代碼

這種狀況其實也並不是不常見，一個類中的同步方法調用另外一個同步方法，假如synchronized不支持重入，進入method2方法時當前線程將嘗試獲取deadLock對象的鎖，而method2方法裏面執行method1方法時，當前線程又要去嘗試獲取deadLock對象的鎖，這時因爲不支持重入，它要去等deadLock對象的鎖釋放，把本身阻塞了，這就是本身鎖死本身的現象。因此重入機制的引入，杜絕了這種狀況的發生。

synchronized實現的是一個非公平鎖，非公平主要表如今獲取鎖的行爲上，並不是是按照申請鎖的時間先後給等待線程分配鎖的，每當鎖被釋放後，任何一個線程都有機會競爭到鎖，這樣作的目的是爲了提升執行性能，固然也會產生線程飢餓現象。

synchronized最後一個特性（缺點）就是不可中斷性，在全部等待的線程中，大家惟一能作的就是等，而實際狀況多是有些任務等了足夠久了，我要取消此任務去幹別的事情，此時synchronized是沒法幫你實現的，它把全部實現機制都交給了JVM，提供了方便的同時也體現出了本身的侷限性。

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