Java鎖相關及synchronized關鍵字

Java中鎖的概念

自旋鎖：爲了避免放棄CPU執行時間，循環的使用CAS技術對數據進行嘗試更新，直至成功。

悲觀鎖：假定會發生併發衝突，同步全部共享數據的相關操做，從讀書據就開始上鎖。

樂觀鎖：假定沒有衝突，在修改數據時若是發現數據和以前獲取的不一致，則讀取最新數據，而後重試修改。

獨享鎖（寫）：給資源加上寫鎖，線程能夠修改資源，其它線程不能再加鎖；（單寫）

共享鎖（讀）：給資源加上讀鎖後只能讀不能改，其餘線程也只能加讀鎖，不能加寫鎖；（多讀）

可重入鎖、不可重入鎖：線程拿到一把鎖以後，能夠自由進入同一把鎖同步的其餘代碼，則爲可重入鎖；不然是不可重入鎖。

公平鎖、非公平鎖：爭搶鎖的順序，若是是按先來後到，則爲公平鎖；不然是非公平鎖。

 

Java中幾種重要的鎖的實現方式：synchronized、ReentrantLock、ReentrantReadWriteLock

 

同步關鍵字synchronized

屬於最基本的線程通訊機制，基於對象監視器實現的。

Java中的每一個對象都與一個監視器相關聯，一個線程能夠鎖定或解鎖監視器。

一次只有一個線程能夠鎖定監視器。

試圖鎖定該監視器的其餘線程都會被阻塞，直到他們能夠得到該監視器上的鎖定爲止。

特性：可重入、獨享鎖、悲觀鎖

 

鎖的範圍：類鎖、對象鎖

JVM優化：鎖消除、鎖粗化

提示：同步關鍵字，不只是實現同步，根據JVM規範還能保證可見性（讀取最新內存數據，結束後寫入主內存）

 

同步關鍵字加鎖原理：

Java對象頭：

　　若是對象是數組類型，則虛擬機用3個Word（字寬）存儲對象頭，若是對象是非數組類型，則用2字寬存儲對象頭。在32位虛擬機中，一字寬等於四字節，即32bit。

運行期Mark World 根據鎖的不一樣狀態而可能的存儲結構以下圖：

　　　　對象mark word裏面 包含四種狀態tag( 00 01 10 11 )
　　　　01 無鎖　　　　00 輕量鎖　　　　　10 重量鎖　　　　11 GC廢棄

 

 

 同步關鍵字，優化內容（JDK1.6以後，即鎖的升級過程）：

　　1.偏向鎖，JVM默認開啓，可使用參數關閉（減小在無競爭狀況，JVM資源消耗）

　　2.出現兩個及以上的線程爭搶，則升級——>輕量級鎖(CAS修改狀態)
　　3.線程CAS自旋必定次數以後，升級爲重量級鎖（對象的mark word 內部會保存一個監視器鎖的一個地址）

鎖升級過程示意圖以下：

偏向鎖示意圖：

輕量級鎖示意圖：

重量級鎖示意圖：

Monitor構造以下圖所示：