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synchronized基本用法、原理?

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❓今日问题:synchronized基本用法、原理?

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@comate

synchronized是Java中的一个关键字,用于保证多线程安全。其基本用法和原理如下:

基本用法:
1.修饰实例方法:当synchronized修饰实例方法时,锁是当前实例对象。这意味着,同一时刻只有一个线程能够进入该方法,其他试图进入的线程将会被阻塞,直到当前线程执行完毕。

2.修饰静态方法:当synchronized修饰静态方法时,锁是当前类的Class实例。这意味着,无论通过哪个实例对象去调用该静态方法,同一时刻都只有一个线程能够执行该方法。

3.修饰代码块:synchronized还可以用于修饰代码块,此时需要指定一个对象作为锁。同一时刻只有一个线程能够进入被该对象锁定的代码块。

原理:
synchronized的实现原理主要依赖于JVM的内部机制,包括对象头、Monitor(监视器锁)等概念。

1.对象头:Java对象在内存中的布局包括对象头、实例变量和填充数据。对象头中存储了关于对象的元数据信息、哈希码、GC分代年龄以及锁状态等信息。synchronized关键字就是通过对对象头的操作来实现锁定的。

2.Monitor(监视器锁):每个对象都有一个与之关联的监视器锁(Monitor)。当线程试图执行synchronized修饰的代码块或方法时,它必须先获取该对象的监视器锁。如果锁已经被其他线程持有,则当前线程将被阻塞,直到锁被释放。

3.锁的升级过程:synchronized的锁在JDK 1.6之后进行了优化,主要包括偏向锁、轻量级锁和重量级锁三种状态。偏向锁是为了减少无竞争情况下的同步开销,轻量级锁则是为了减少线程挂起和唤醒的开销,而重量级锁则是通过操作系统的互斥量(Mutex)来实现的,性能开销相对较大。锁的升级过程是根据竞争情况逐步升级的,以提高性能。

总的来说,synchronized是Java中一种简单而有效的同步机制,通过内部对象Monitor(监视器锁)来实现方法与代码块的同步。它确保了同一时刻只有一个线程能够执行被锁定的代码,从而保证了多线程环境下的数据安全性。


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