synchronized关键字简介 多线程中篇（十一）

程序员潇然

前面说过，Java对象都有与之关联的一个内部锁和监视器

内部锁是一种排它锁，能够保障原子性、可见性、有序性

从Java语言层面上说，内部锁使用synchronized关键字实现

synchronized可以修饰方法，静态方法和实例方法都可以，也可以修饰一段代码（{} 包裹）

synchronized修饰的方法被叫做同步方法

• 修饰的静态方法叫做同步静态方法
• 修饰的实例方法叫做同步实例方法
• synchronized修饰的代码块（或者一整个方法）就是曾经说过的临界区

synchronized关键字同步机制的使用，需要借助于锁对象

synchronized关键字修饰静态方法，锁对象隐含的是该类的class实例对象；修饰的实例方法隐含的是该对象本身（this）

对于同步代码段，则需要显式的指定锁对象

示例

注意：

对于锁对象，应该声明为final的

因为如果一旦锁对象发生了变化，那么很可能使用的将不是同一个锁对象，也就失去了同步的意义了，更甚一步，通常声明为private final

如上代码示例，借助于synchronized关键字，就可以实现原子性、可见性、有序性，所以对于该临界区内的代码，必然不会出现线程安全问题

但是这是一种排他锁，也就是对临界区的处理串行化，所以势必影响性能

锁泄漏

对于synchronized来说，这是一种内部锁，对于锁的申请和释放，都是借助于底层实现的，换句话说你只需要使用synchronized关键字即可

底层JVM会帮助我们实现锁的获取与锁的释放，即使出现问题，也会释放锁，所以synchronized的内部锁不存在锁泄露问题

对于锁泄漏，有时候可能是同一个线程持续操作，由于锁的可重入性，所以并不会发现问题，但是对于高并发，这就很可能爆发出来问题了

调度

Java虚拟机会给每个内部锁分配一个入口集 Entry Set，用于记录等待获得内部锁的线程

多个线程竞争时，只会有一个线程获得锁，其他线程获取失败，会进入BLOCKED等待状态，位于入口集的等待区中

锁释放后，会随机的唤醒一个线程，Java虚拟机内部对于内部锁是非公平的，也仅仅支持非公平调度，唤醒的线程可能会跟其他的线程竞争，所以他并不一定可以竞选成功，可能会被再次置入等待状态

这个过程跟前面介绍的监视器的过程是一样的

锁对象的确认

前面提到

synchronized修饰的同步实例方法，锁对象为当前对象本身this；静态方法锁对象为该类型对应的xxx.class对象实例；

这都是隐式的，如何确认？其实很简单

可以定义另外的方法显式的声明锁对象为该对象this或者xxx.class对象实例，对其中一个线程进行sleep，观察显式方法对锁的获取情况，就可以佐证这一结论。

如果是不同的锁的话，将不会收到任何影响，如果是同一个锁就需要进行等待。

同步继承性

synchronized关键字修饰的方法可以进行同步，对于同步方法的继承性是什么样子的？

比如父类中

public synchronized void service（）；

子类中

@override

public void service（）；

对于子类中的方法调用，并不会具有同步的特性，所以，一个方法是否具有同步的特性，在于这个方法本身是否有synchronized修饰

同步代码块

synchronized即可以修饰方法，也可以修饰代码块

为什么还要用同步代码块？直接加到方法上多省事儿？

synchronized同步保障了原子性、可见性、有序性，这个内部锁机制是排他的，换言之，相当于部分串行

串行自然可以解决多线程安全问题，如果整个项目全部都是synchronized的方法，那么肯定不会有线程安全问题，但是为什么不这么做？还不是因为性能问题，多核CPU放在那里，难道就只是摆设嘛

既然是相当于串行，很显然，串行化的代码越多，那么效率必然将会越低，所以希望减少非必要的串行化，留给多核机器以及编译器CPU更多的优化空间

所以同步代码块顺势而出

同步代码块保障了更少的“串行化”代码，那么一个方法中，同步代码块之外的代码是如何进行的？是异步的！

进入同步代码块之前会多线程并发，但是一旦执行到同步代码块，将会串行

小结

对于synchronized关键字，从应用层面上来说是非常简单的，就只有代码中的三种样式，但是底层的原理是很复杂的，涉及到JMM以及原子性、可见性、有序性的概念

所以想要学习synchronized，务必要理解这些概念

对于多线程编程来说，synchronized更大程度上来说，更相当于是一个语法糖，底层的机制全部被封装了，如果理解了底层的概念，语法糖的东西，就没什么理解难度

原子性、可见性、有序性是问题根源，JMM是问题解决方案，编译器、JVM底层负责实现，synchronized只是一个关键字而已，但是synchronized却是完全代表了底层的一切

为什么说synchronized关键字修饰的方法（代码段）是线程安全的？那是因为底层的原子性、可见性、有序性的保障。

Java中任何一个对象都有与之关联的内部锁和监视器，所以任何的一个对象都可以用来作为锁对象

所以，借助于synchronized关键字和锁对象，进行合理的安排，你一定可以编写出来正确的并发程序（自身的安排组织不当怪不得synchronized）

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