多线程中 synchronized 锁升级的原理是什么？

时间: 2023-05-01 22:04:54 浏览: 172

Java多线程synchronized关键字详解(六)共5

在Java编程语言中，`synchronized`关键字是用于实现线程同步的重要机制，它确保了在多线程环境中的数据一致性与安全性。本篇将详细解析`synchronized`的关键特性和使用方法，帮助开发者深入理解如何在并发编程中有效地利用这一特性。 1. **synchronized的两种使用方式** - **方法同步**：通过在方法声明前加上`synchronized`关键字，整个方法体将被锁定。这意味着同一时间只有一个线程可以执行该方法。 ```java public synchronized void method() { // 方法体 } ``` - **代码块同步**：通过`{}`包围需要同步的代码，指定一个对象作为锁，确保同一时间只有一个线程访问这部分代码。 ```java synchronized (object) { // 同步代码块 } ``` 2. **锁对象** - 对于方法同步，锁对象是方法所属的对象，对于静态方法则是对应的类的Class对象。 - 对于代码块同步，锁对象由开发人员指定，可以是任何对象。 3. **监视器与同步原理** `synchronized`基于Java虚拟机（JVM）的监视器锁（Monitor）机制，当一个线程进入同步块或同步方法时，会获取到对应的锁，其他试图进入的线程会被阻塞，直到持有锁的线程释放锁。 4. **锁升级与优化** - Java内存模型在现代JVM中对`synchronized`进行了优化，实现了从偏向锁、轻量级锁到重量级锁的升级过程，降低了锁的开销。 - 当锁的竞争不激烈时，使用偏向锁或轻量级锁，降低同步成本。 5. **synchronized的局限性** - 它不能解决死锁问题，可能导致线程饥饿。 - 无法检测到线程是否拥有锁，可能导致活锁。 - 没有提供获取锁的超时机制，可能导致线程永久等待。 6. **可重入性** `synchronized`具备可重入性，即一个线程已经获得了某个对象的锁，那么它可以再次请求这个锁（递归调用同步方法），不会出现死锁。 7. **volatile与synchronized比较** - `volatile`保证了变量的可见性，但不保证原子性，而`synchronized`则同时保证两者。 - `volatile`的性能优于`synchronized`，但在某些场景下，`synchronized`提供了更强大的保障。 8. **线程安全的类** - Java集合框架中的某些类如`ConcurrentHashMap`、`CopyOnWriteArrayList`等已经实现了线程安全，它们内部使用了`synchronized`和其他并发控制技术。 9. **锁优化与并发工具类** - Java 5引入了`java.util.concurrent`包，提供了`ReentrantLock`、`Semaphore`、`CountDownLatch`等工具类，它们提供了比`synchronized`更灵活的控制和更高的性能。 10. **最佳实践** - 在不必要的情况下避免过度使用`synchronized`，因为它会降低并发性能。 - 使用`synchronized`时，尽量细化锁的粒度，减少锁的持有时间，降低线程间的竞争。总结来说，`synchronized`关键字在Java多线程编程中扮演着关键角色，确保了线程安全和数据一致性。然而，正确理解和使用它是至关重要的，避免滥用并结合其他并发控制手段，才能编写出高效且健壮的多线程程序。在实际开发中，根据具体需求选择合适的同步机制是必要的，这需要对Java并发编程有深入的理解和实践经验。

Java中的synchronized关键字是一种实现线程同步的机制。当一个方法或代码块用synchronized关键字声明时，它们被称为同步方法或同步块。在程序运行时，只有一个线程可以访问同步方法或同步块，这确保了程序的线程安全性。同时，其他线程必须等待当前线程完成同步方法或同步块才能继续执行。这个机制可以避免多个线程对共享资源的竞争和冲突。

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