Java併發編程基礎-鎖-synchonized

• 前言：

      synchonized是java中廣泛意義的鎖，通常都會稱之爲重量鎖。自從JDK1.6開始對synchonized進行優化，synchonized在某些狀況下也會轉變爲偏向鎖、輕量鎖、重量鎖，能夠認爲synchonized關鍵字是幾種鎖的封裝。

• 用法：
  • 修飾方法，當有線程調用這個方法時，會鎖定該方法的實例對象，不容許其餘線程進行操做，若是方法是靜態的，鎖的是該類型的Class對象，示例以下：

    public synchronized void methodName

  • 修飾代碼塊，當有線程使用代碼塊時，會鎖定代碼塊，不容許其餘線程進行操做，鎖的是（）裏面的對象，示例以下：

    public void methodName(){
        synchronized (lockObj){
            //logic
        }
    }

    代碼中的lockObj爲一個對象，被稱爲監視器（monitor），能夠使用this，或者任意Object對象，用於存儲鎖的相關信息。
• 原理：
         使用javap反編譯擁有synchonized代碼塊的方法，發現synchonized代碼塊開始和結束(有異常)的地方分別有monitorenter和monitorexit指令，以下圖所示：
  
  
  
        當執行到monitorenter時，獲取monitor（即代碼中的lockObj）的全部權，執行到monitorexit，釋放monitor的全部權，synchonized方法原理也相似。
• 底層實現：
        synchonized將鎖的信息存在了Java對象頭的MarkWord裏，32位和64位操做系統Java對象頭的結構以下圖所示：
  
  
  
        前面提到synchonized關鍵字包含有幾種狀態，從無鎖狀態->偏向鎖->輕量鎖->重量鎖 依次變化，鎖只能升級，不能降級，32位虛擬機MarkWord中存儲的鎖狀態信息以下：
  
  
  
        推薦使用openjdk的JOL包來觀察MarkWord，一個無鎖狀態的截圖以下（圖中01爲鎖標識位）：
  
  
  
        幾種鎖的狀態升級過程比較複雜，另開一貼具體說明。
• 坑：
  • 使用synchronized修飾代碼塊時，lock對象須要是全局的對象，若是lockObj在代碼塊所在方法內進行初始化，那麼鎖定無效，由於使用的鎖信息存儲在了不一樣的對象中。
  • 使用JOL觀察MarkWord時，低位優先打印，所以上面無鎖狀態的截圖中01纔是鎖標誌位。

參考書籍及網址：

• 《Java併發編程的藝術》
• 《深刻理解Java虛擬機》

PS：研究基於MAC+Idea+JDK1.8 64位

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