Synchronized底层原理解析 - synchronized方法的实现

# 1. 简介

## 1.1 介绍

本文旨在深入探讨"Synchronized底层原理解析 - synchronized方法的实现"，分析Java中Synchronized关键字的底层实现原理。通过本文，读者将能够更全面地理解Synchronized关键字的作用和用法，并了解在多线程环境下如何正确使用Synchronized方法。

## 1.2 Synchronized关键字的基本作用和用法

在Java中，Synchronized关键字用于实现线程的同步，确保多个线程对共享资源的访问顺序和正确性。它可以修饰方法或代码块，具体来说，Synchronized关键字有以下几个作用和用法：

- 保证线程安全：通过将方法或代码块声明为Synchronized，只允许一个线程进入该区域，从而避免了多个线程同时访问和修改共享资源的问题。
- 实现互斥锁：当一个线程进入了Synchronized方法或代码块，其他线程必须等待释放锁之后才能进入，从而实现了对共享资源的互斥访问。
- 保证可见性：当一个线程进入Synchronized方法或代码块，并对共享资源进行修改后，其他线程在进入同步区域时能够看到最新的修改结果，避免了数据不一致的问题。
- 可重入性：同一个线程可以多次获取同一把锁，避免了线程死锁的问题。

在接下来的章节中，我们将更详细地讨论使用Synchronized方法的相关内容。

# 2. Java 中的Synchronized关键字

Synchronized关键字是Java中用于实现线程同步的重要工具。通过对关键代码块或方法进行同步，Synchronized可以控制并发访问，从而确保多线程环境下的程序安全性。在本章中，我们将深入讨论Synchronized关键字在Java中的作用和用法。

控制并发访问，保证线程安全性是多线程编程中的关键挑战。Synchronized关键字可以帮助程序员解决这一问题，它可以应用于不同层面的同步，包括实例方法、静态方法和代码块。

在Java中，Synchronized关键字的基本作用包括：

- **确保线程互斥访问**：多个线程无法同时访问同步方法或代码块，保证了线程之间的互斥性。
- **保证可见性**：Synchronized关键字使用内存屏障和锁机制来确保共享变量的可见性，防止数据脏读等问题。

在接下来的章节中，我们将深入探讨Synchronized方法的使用和底层实现原理，以及它对程序性能的影响和最佳实践。

# 3. Synchronized方法的使用

在多线程编程中，我们经常会遇到需要保证共享资源的线程安全性的情况。而Java的Synchronized关键字提供了一种简单有效的方式来实现线程同步。其中，Synchronized方法是一种常见的使用方式。

#### 3.1 Synchronized方法的基本概念

在Java中，我们可以使用Synchronized关键字修饰一个方法，这个方法就成为了一个Synchronized方法。当一个线程访问了一个对象的Synchronized方法时，就会获取到这个对象的锁，其他线程则需要等待这个锁的释放。

public synchronized void synchronizedMethod() {
    //critical section
    //多线程操作共享资源的临界区
}

上述代码中，我们使用了`synchronized`关键字修饰了一个方法`syncronizedMethod()`，这意味着该方法在被访问时会获取到当前对象的锁，并且在方法体内的代码被执行时，其他线程将被阻塞。

#### 3.2 Synchronized方法的局限性

尽管Synchronized方法简单易用，但也存在一些局限性：

- 只能作用在方法层面，无法精确控制锁的颗粒度，有时可能会导致性能问题。
- 无法中断正在执行Synchronized方法的线程。
- 无法灵活选择使用公平锁或非公平锁。

#### 3.3 Synchronized方法的