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在 java 設(shè)計中，每一個對象自打娘胎里出來就帶了一把看不見的鎖，即 monitor 鎖。 Monitor 是線程私有的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)，每一個線程都有一個可用 monitor record 列表，同時還有一個全局可用列表。每一個被鎖住對象都會和一個 monitor 關(guān)聯(lián)。Monitor 中有一個 owner 字段存放擁有該對象的線程的唯一標識，表示該鎖這這個線程占有。Owner：初始時為 null，表示當(dāng)前沒有任何線程擁有該 monitor record，當(dāng)線程成功擁有該鎖后保存線程唯一標識，當(dāng)鎖被釋放時，又設(shè)為 null。Entry Q：關(guān)聯(lián)一個系統(tǒng)互斥鎖，阻塞 all 試圖鎖住 monitor entry 失敗的線程。Next：用來實現(xiàn)重入鎖的計數(shù)。鎖

Syschronized是java中的同步鎖，它修飾的對象有以下幾種

修飾一個代碼塊，被修飾的代碼塊稱為同步語句塊，其作用的范圍是大括號{}括起來的代碼，作用的對象是調(diào)用這個代碼塊的對象；
修飾一個方法，被修飾的方法稱為同步方法，其作用的范圍是整個方法，作用的對象是調(diào)用這個方法的對象；
修飾一個靜態(tài)的方法，其作用的范圍是整個靜態(tài)方法，作用的對象是這個類的所有對象；
修飾一個類，其作用的范圍是synchronized后面括號括起來的部分，作用主的對象是這個類的所有對象。

修飾一個代碼塊

同步代碼塊使用 monitorenter 和 moniterexit 指令實現(xiàn)，monitorenter 指令插入到同步代碼塊的開始位置，moniterexit 指令插入到同步代碼塊的結(jié)束位置，jvm 需要保證每一個 monitorenter 都有一個 moniterexit 與之對應(yīng)。任何對象都有一個 monitor 與之相關(guān)聯(lián)，當(dāng)且一個 monitor 被持有之后，他將處于鎖定狀態(tài)。線程執(zhí)行到 monitor 指令前，將會嘗試獲取對象所對應(yīng)的 monitor 所有權(quán)，即嘗試獲取對象的鎖
1.一個線程訪問一個對象中的synchronized(this)同步代碼塊時，其他試圖訪問該對象的線程將被阻塞。我們看下面一個例子

/**
 * 同步線程
 */
class SyncThread implements Runnable {
   private static int count;

   public SyncThread() {
      count = 0;
   }

   public  void run() {
      synchronized(this) {
         for (int i = 0; i < 5; i++) {
            try {
               System.out.println(Thread.currentThread().getName() + ":" + (count++));
               Thread.sleep(100);
            } catch (InterruptedException e) {
               e.printStackTrace();
            }
         }
      }
   }

   public int getCount() {
      return count;
   }
}


SyncThread syncThread = new SyncThread();
Thread thread1 = new Thread(syncThread, "SyncThread1");
Thread thread2 = new Thread(syncThread, "SyncThread2");
thread1.start();
thread2.start();

結(jié)果：

image.png

當(dāng)兩個并發(fā)線程(thread1和thread2)訪問同一個對象(syncThread)中的synchronized代碼塊時，在同一時刻只能有一個線程得到執(zhí)行，另一個線程受阻塞，必須等待當(dāng)前線程執(zhí)行完這個代碼塊以后才能執(zhí)行該代碼塊。Thread1和thread2是互斥的，因為在執(zhí)行synchronized代碼塊時會鎖定當(dāng)前的對象，只有執(zhí)行完該代碼塊才能釋放該對象鎖，下一個線程才能執(zhí)行并鎖定該對象

我們改一下調(diào)用的主函數(shù)

image.png

結(jié)果如下：

image.png

上圖的程序相當(dāng)于

image.png

這時創(chuàng)建了兩個SyncThread的對象syncThread1和syncThread2，線程thread1執(zhí)行的是syncThread1對象中的synchronized代碼(run)，而線程thread2執(zhí)行的是syncThread2對象中的synchronized代碼(run)；我們知道synchronized鎖定的是對象，這時會有兩把鎖分別鎖定syncThread1對象和syncThread2對象，而這兩把鎖是互不干擾的，不形成互斥，所以兩個線程可以同時執(zhí)行

2.當(dāng)一個線程訪問對象的一個synchronized(this)同步代碼塊時，另一個線程仍然可以訪問該對象中的非synchronized(this)同步代碼塊

class Counter implements Runnable{
   private int count;

   public Counter() {
      count = 0;
   }

   public void countAdd() {
      synchronized(this) {
         for (int i = 0; i < 5; i ++) {
            try {
               System.out.println(Thread.currentThread().getName() + ":" + (count++));
               Thread.sleep(100);
            } catch (InterruptedException e) {
               e.printStackTrace();
            }
         }
      }
   }

   //非synchronized代碼塊，未對count進行讀寫操作，所以可以不用synchronized
   public void printCount() {
      for (int i = 0; i < 5; i ++) {
         try {
            System.out.println(Thread.currentThread().getName() + " count:" + count);
            Thread.sleep(100);
         } catch (InterruptedException e) {
            e.printStackTrace();
         }
      }
   }

   public void run() {
      String threadName = Thread.currentThread().getName();
      if (threadName.equals("A")) {
         countAdd();
      } else if (threadName.equals("B")) {
         printCount();
      }
   }

//調(diào)用代碼
Counter counter = new Counter();
Thread thread1 = new Thread(counter, "A");
Thread thread2 = new Thread(counter, "B");
thread1.start();
thread2.start();
}

結(jié)果：

image.png

上面代碼中countAdd是一個synchronized的，printCount是非synchronized的。從上面的結(jié)果中可以看出一個線程訪問一個對象的synchronized代碼塊時，別的線程可以訪問該對象的非synchronized代碼塊而不受阻塞。

指定給某個對象枷鎖

/**
 * 銀行賬戶類
 */
class Account {
   String name;
   float amount;

   public Account(String name, float amount) {
      this.name = name;
      this.amount = amount;
   }
   //存錢
   public  void deposit(float amt) {
      amount += amt;
      try {
         Thread.sleep(100);
      } catch (InterruptedException e) {
         e.printStackTrace();
      }
   }
   //取錢
   public  void withdraw(float amt) {
      amount -= amt;
      try {
         Thread.sleep(100);
      } catch (InterruptedException e) {
         e.printStackTrace();
      }
   }

   public float getBalance() {
      return amount;
   }
}

/**
 * 賬戶操作類
 */
class AccountOperator implements Runnable{
   private Account account;
   public AccountOperator(Account account) {
      this.account = account;
   }

   public void run() {
      synchronized (account) {
         account.deposit(500);
         account.withdraw(500);
         System.out.println(Thread.currentThread().getName() + ":" + account.getBalance());
      }
   }
}

//調(diào)用代碼
Account account = new Account("zhang san", 10000.0f);
AccountOperator accountOperator = new AccountOperator(account);

final int THREAD_NUM = 5;
Thread threads[] = new Thread[THREAD_NUM];
for (int i = 0; i < THREAD_NUM; i ++) {
   threads[i] = new Thread(accountOperator, "Thread" + i);
   threads[i].start();
}

結(jié)果：

image.png

在AccountOperator 類中的run方法里，我們用synchronized 給account對象加了鎖。這時，當(dāng)一個線程訪問account對象時，其他試圖訪問account對象的線程將會阻塞，直到該線程訪問account對象結(jié)束。也就是說誰拿到那個鎖誰就可以運行它所控制的那段代碼。
當(dāng)有一個明確的對象作為鎖時，就可以用類似下面這樣的方式寫程序。

public void method3(SomeObject obj)
{
   //obj 鎖定的對象
   synchronized(obj)
   {
      // todo
   }
}

當(dāng)沒有明確的對象作為鎖，只是想讓一段代碼同步時，可以創(chuàng)建一個特殊的對象來充當(dāng)鎖：

class Test implements Runnable
{
   private byte[] lock = new byte[0];  // 特殊的instance變量
   public void method()
   {
      synchronized(lock) {
         // todo 同步代碼塊
      }
   }

   public void run() {

   }
}

說明：零長度的byte數(shù)組對象創(chuàng)建起來將比任何對象都經(jīng)濟――查看編譯后的字節(jié)碼：生成零長度的byte[]對象只需3條操作碼，而Object lock = new Object()則需要7行操作碼。

修飾一個方法

Synchronized修飾一個方法很簡單，就是在方法的前面加synchronized，public synchronized void method(){//todo}; synchronized修飾方法和修飾一個代碼塊類似，只是作用范圍不一樣，修飾代碼塊是大括號括起來的范圍，而修飾方法范圍是整個函數(shù)。如將【Demo1】中的run方法改成如下的方式，實現(xiàn)的效果一樣。

public synchronized void run() {
   for (int i = 0; i < 5; i ++) {
      try {
         System.out.println(Thread.currentThread().getName() + ":" + (count++));
         Thread.sleep(100);
      } catch (InterruptedException e) {
         e.printStackTrace();
      }
   }
}

Synchronized作用于整個方法的寫法。
寫法1：

public synchronized void method()
{
   // todo
}

寫法2：

public void method()
{
   synchronized(this) {
      // todo
   }
}

寫法一修飾的是一個方法，寫法二修飾的是一個代碼塊，但寫法一與寫法二是等價的，都是鎖定了整個方法時的內(nèi)容。

同步方法。依靠的是方法修飾符上的 ACC_SYNCHRONIZED 實現(xiàn)。Synchronized 方法則會被翻譯為普通的方法調(diào) 用和返回指令，比如 invokevirtual 指令，在 jvm 字節(jié)碼層面并沒有任何特別的指令來實現(xiàn) synchronized 修飾的方法，而是在 class 文件的方法表中將該方法的 access_flags 字段中的 synchronized 標志位置為 1，表示該方法為 synchronized 方法，且使用調(diào)用該方法的對象 or 該方法所屬的 class 在 jvm 內(nèi)部對象表示作為鎖對象。

在用synchronized修飾方法時要注意以下幾點：

synchronized關(guān)鍵字不能繼承。
雖然可以使用synchronized來定義方法，但synchronized并不屬于方法定義的一部分，因此，synchronized關(guān)鍵字不能被繼承。如果在父類中的某個方法使用了synchronized關(guān)鍵字，而在子類中覆蓋了這個方法，在子類中的這個方法默認情況下并不是同步的，而必須顯式地在子類的這個方法中加上synchronized關(guān)鍵字才可以。當(dāng)然，還可以在子類方法中調(diào)用父類中相應(yīng)的方法，這樣雖然子類中的方法不是同步的，但子類調(diào)用了父類的同步方法，因此，子類的方法也就相當(dāng)于同步了。這兩種方式的例子代碼如下：
在子類方法中加上synchronized關(guān)鍵字

class Parent {
   public synchronized void method() { }
}
class Child extends Parent {
   public synchronized void method() { }
}

在子類方法中調(diào)用父類的同步方法

class Parent {
   public synchronized void method() {   }
}
class Child extends Parent {
   public void method() { super.method();   }
}

1.在定義接口方法時不能使用synchronized關(guān)鍵字。
2.構(gòu)造方法不能使用synchronized關(guān)鍵字，但可以使用synchronized代碼塊來進行同步。

修飾一個靜態(tài)方法

public synchronized static void method() {
   // todo
}

我們知道靜態(tài)方法是屬于類的而不屬于對象的。同樣的，synchronized修飾的靜態(tài)方法鎖定的是這個類的所有對象。我們對Demo1進行一些修改如下：

/**
 * 同步線程
 */
class SyncThread implements Runnable {
   private static int count;

   public SyncThread() {
      count = 0;
   }

   public synchronized static void method() {
      for (int i = 0; i < 5; i ++) {
         try {
            System.out.println(Thread.currentThread().getName() + ":" + (count++));
            Thread.sleep(100);
         } catch (InterruptedException e) {
            e.printStackTrace();
         }
      }
   }

   public synchronized void run() {
      method();
   }
}
//調(diào)用代碼
SyncThread syncThread1 = new SyncThread();
SyncThread syncThread2 = new SyncThread();
Thread thread1 = new Thread(syncThread1, "SyncThread1");
Thread thread2 = new Thread(syncThread2, "SyncThread2");
thread1.start();
thread2.start();

結(jié)果：

image.png

syncThread1和syncThread2是SyncThread的兩個對象，但在thread1和thread2并發(fā)執(zhí)行時卻保持了線程同步。這是因為run中調(diào)用了靜態(tài)方法method，而靜態(tài)方法是屬于類的，所以syncThread1和syncThread2相當(dāng)于用了同一把鎖。這與Demo1是不同的。

修飾一個類

Synchronized還可作用于一個類，用法如下：

class ClassName {
   public void method() {
      synchronized(ClassName.class) {
         // todo
      }
   }
}

代碼：

/**
 * 同步線程
 */
class SyncThread implements Runnable {
   private static int count;

   public SyncThread() {
      count = 0;
   }

   public static void method() {
      synchronized(SyncThread.class) {
         for (int i = 0; i < 5; i ++) {
            try {
               System.out.println(Thread.currentThread().getName() + ":" + (count++));
               Thread.sleep(100);
            } catch (InterruptedException e) {
               e.printStackTrace();
            }
         }
      }
   }

   public synchronized void run() {
      method();
   }
}

其效果和【Demo5】是一樣的，synchronized作用于一個類T時，是給這個類T加鎖，T的所有對象用的是同一把鎖。

總結(jié)

A. 無論synchronized關(guān)鍵字加在方法上還是對象上，如果它作用的對象是非靜態(tài)的，則它取得的鎖是對象；如果synchronized作用的對象是一個靜態(tài)方法或一個類，則它取得的鎖是對類，該類所有的對象同一把鎖。
B. 每個對象只有一個鎖（lock）與之相關(guān)聯(lián)，誰拿到這個鎖誰就可以運行它所控制的那段代碼。
C. 實現(xiàn)同步是要很大的系統(tǒng)開銷作為代價的，甚至可能造成死鎖，所以盡量避免無謂的同步控制。

Lock與Synchronized的區(qū)別：

Lock是一個接口，而synchronized是Java中的關(guān)鍵字，synchronized是內(nèi)置的語言實現(xiàn)；
Synchronized采用的是CPU悲觀鎖機制，即線程獲得的獨占鎖。Lock用的是樂觀鎖方式，每次不加鎖而是假設(shè)沒有沖突，而去完成某項操作，如果因為沖突失敗就重試，直到成功為止。
synchronized在發(fā)生異常時，會自動釋放線程占有的鎖，因此不會導(dǎo)致死鎖現(xiàn)象發(fā)生；而 Lock在發(fā)生異常時，如果沒有主動通過unLock()去釋放鎖，則很可能造成死鎖現(xiàn)象，因此使用Lock時需要在finally塊中釋放鎖；
Lock可以讓等待鎖的線程響應(yīng)中斷，而synchronized卻不行，使用synchronized時，等待的線程會一直等待下去，不能夠響應(yīng)中斷；lock是可中斷的鎖，而synchronized是不可中斷鎖。lock只能中斷等待鎖的線程，不能中斷正在執(zhí)行的線程。
通過Lock可以知道有沒有成功獲取鎖，而synchronized卻無法辦到。
在資源競爭不是很激烈的情況下，Synchronized的性能要優(yōu)于ReetrantLock，但是在資源競爭很激烈的情況下，Synchronized的性能會下降幾十倍，但是ReetrantLock的性能能維持常態(tài)；（JDK1.6之前）

Volatile和Synchronized區(qū)別

粒度不同，Volatile針對變量，Synchronized針對對象和類。
Synchronized阻塞，Volatile不阻塞。
Synchronized保證：原子性、可見性、有序性。Volatile保證：可見性、有序性，不保證原子性。
volatile變量是一和更輕量級的同步機制，因為在使用這些變量時不會發(fā)生上下文切換和線程調(diào)度等操作。

本文參考 http://blog.csdn.net/luoweifu/article/details/46613015

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Synchronized關(guān)鍵字的用法及解析

Synchronized關(guān)鍵字的用法及解析

修飾一個代碼塊

指定給某個對象枷鎖

修飾一個方法

修飾一個靜態(tài)方法

修飾一個類

總結(jié)

Lock與Synchronized的區(qū)別：

Volatile和Synchronized區(qū)別

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Synchronized關(guān)鍵字的用法及解析

修飾一個代碼塊

指定給某個對象枷鎖

修飾一個方法

修飾一個靜態(tài)方法

修飾一個類

總結(jié)

Lock與Synchronized的區(qū)別：

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