Synchronize深刻

• 前言： 

  synchronize會使用，可是對於深層次的知識，不是很清楚，故整理一篇博客。

 

簡介：

  可以保證在同一時刻，最多隻有一個線程執行該端代碼，以達到保證併發安全效果。

 

兩種用法：

•    對象鎖   

包括方法鎖（默認鎖對象爲this當前實例對象） 鎖某個方法

同步代碼塊鎖（本身制定鎖對象） 鎖某塊代碼

•    類鎖

指synchronized修飾靜態的方法或指定鎖爲Class對象

 概念： Java類可能有不少個對象，但只有一個Class對象。

 本質： 所謂的類鎖，不過是Class對象的鎖而已。

 

 

 

對線程訪問同步方法的7種狀況：

  1. 兩個線程同時訪問一個對象的同步方法

  2. 兩個線程訪問的是兩個對象的同步方法

  3. 兩個線程訪問的是synchronized的靜態方法： 靜態方法帶synchronized

  4. 同時訪問同步方法和非同步方法，非同步方法不受影響

  5. 訪問同一個對象的不一樣的普通同步方法

  6. 同時訪問靜態synchronized和非靜態synchronized方法

  7. 方法拋異常後，會釋放鎖

小結核心：

  1. 一把鎖只能同時被一個線程獲取，沒有拿到鎖的線程必須等待（1,5狀況）

  2. 每一個實例都對應有本身的一把鎖，不一樣實例之間互不影響。例如： 鎖對象是.class以及synchronized修飾的是static方法的時候，全部對象共用同一把鎖（對應第2,3,4,6狀況）

  3. 不管是方法正常執行完畢或者方法拋出異常，都會釋放鎖（7狀況）

 

 

synchronize性質：

•  可重入       方法能夠重入，父子類能夠重入
• 不可中斷     一旦這個鎖已經被被人得到了，如何我還想得到，我只能選擇等待或者阻塞，知作別的線程釋放這個鎖。而Lock類，擁有中斷能力。第一點，若是我以爲我等待時間長了。有權中斷如今已經獲取到鎖的線程的執行。第二點，若是我以爲我不想等待了，能夠退出。

原理：

• 加鎖原理
• 可重入原理
• 可見性原理

 

 

調試方法：

 

 

 

能夠看到線層的狀態：

 

原理：

加鎖和釋放鎖的原理：

  現象： 每個類的實例對應一把鎖，每個synchronized方法都必須得到調用該方法的實例的鎖才能夠執行，不然阻塞。

  咱們指定對象就能夠了，鎖的釋放獲取由JVM去自動實現。

  獲取和釋放鎖的時機： 內置鎖

  每個Java對象均可以用做實現一個同步的鎖，這個鎖稱之爲內置鎖（監視器鎖）。線程在家進入代碼塊以前，會自動獲取這個鎖。退出代碼塊時候會自動釋放鎖。

  得到這個內置鎖的惟一途徑，就是進入到這個鎖保護的代碼塊或者方法中。

 

  加鎖和釋放鎖的原理： 深刻JVM

  每個對象都有個對象頭，能夠存儲不少信息。

 Monditorenter 和 Monditorexit指令

（聯想操做系統知識：臨界區）

  每一個對象都與Monitor相關聯，而一個Monitor的lock鎖只能被一個線程同一時間得到。

  一個線程嘗試得到與這個對象關聯的Monitor全部權到時候，只會發生如下三種:

  1. Monitor計數器爲0，目前尚未被得到，線程獲取後計數器加1.

  2. 若是Monitor已經拿到了鎖的全部權，又重入了。這樣致使計數器累加。

  3. 若是Monitor已經被其餘線程持有了。我去獲取時候，只能阻塞狀態了。知道技術器變爲0，再去嘗試獲取鎖。

關於Monditorexit：

  釋放對於Monitor的全部權，釋放過程就是將Monitor計數器減1.若是減完是0，當前線程再也不擁有對Monitor的全部權了，其餘的阻塞線程會再次嘗試獲取對該把鎖的全部權，不是0這是可重入進來的，能夠繼續持有這把鎖。

 

可重入原理： 加鎖次數計數器

 JVM負責跟蹤對象被加鎖的次數。每一個對象都含有一把鎖，JVM負責跟蹤對象被加鎖的次數。

 線程第一次給對象加鎖的時候，技術變爲1.每當這個相同的線程在此對象上再次得到鎖時，計數會遞增。

 每當任務離開時候，技術遞減，當計數爲0到時候，鎖被徹底釋放。

 

 

synchronized缺陷：

 效率低： 鎖的釋放狀況少，視圖得到鎖時候不能設置超時，不能中斷一個正在試圖得到鎖的線程。

 不夠靈活（讀寫鎖更靈活）： 加鎖和釋放的時機單一，每一個鎖僅有單一的條件（某個對象），可能不夠 。

 沒法知道是否成功獲取到鎖

反編譯： javap    -verbose  xx.class

 

問題總結：

 1. 使用注意點：

         鎖對象不能爲空（鎖信息保存在頭部，對象都沒有，怎麼玩兒），做用域不宜過大（包裹的代碼塊），避免死鎖。

 2. 如何選擇Lock和synchronized關鍵字

        

 

思考：

1. 多個線程等待同一個synchronized鎖的時候，JVM如何選擇下一個獲取鎖的是哪一個線程？

    等待時間最長，隨機？

2. Synchronized使得同時只有一個線程能夠執行，性能較差，有什麼辦法能夠提高性能？

    優化使用範圍

    使用其它類型的鎖，讀寫鎖

3. 我想更靈活的控制鎖的獲取和釋放（如今釋放鎖的時機都規定死了），怎麼辦？

    本身實現lock接口，可控

4. 什麼是鎖的升級，降級。什麼是JVM裏的偏向鎖，輕量級鎖，重量級鎖？

   以前的版本中synchronized性能不是很好，通過後面的迭代。利用偏斜鎖，輕量級鎖，重量級鎖。JVM根據synchronized關鍵字鎖使用的次數和種種指標來對鎖進行很是有效的優化。還涉及到對象頭裏面的一些字段。

    

總結：

 JVM會自動經過使用monitor來加鎖和解鎖，保證了同時只有一個線程能夠執行指定代碼，從而保證了線程安全，同時具備可重入和不可中斷性質。

 

 

MonitorEnter表示進入對象的監視器當中