Java并发编程：Synchronized深度解析

"并发面试专题.pdf" 在Java并发编程中，Synchronized关键字扮演着至关重要的角色。它是Java虚拟机（JVM）实现的一种互斥同步机制，确保同一时间只有一个线程能够执行特定的代码块或方法。Synchronized的原理主要体现在以下几个方面： 1. **字节码指令**：在编译后，Synchronized修饰的代码块或方法会被插入`monitorenter`和`monitorexit`字节码指令。当线程执行`monitorenter`时，它会尝试获取对象的锁；如果成功，锁的计数器会递增。执行`monitorexit`时，计数器减一，当计数器为0时，锁被释放。 2. **锁的获取与释放**：如果线程无法立即获取锁，那么它会被阻塞，并进入对象的等待队列，直到锁被其他线程释放。锁的持有者可以通过调用`monitorexit`来释放锁，允许其他等待的线程继续执行。 3. **对象头的标记**：在Java中，Synchronized通过在对象头设置特殊标记来实现锁的管理。这些标记指示对象是否被锁定，以及哪个线程拥有锁。 4. **锁对象的确定**：Synchronized可以作用于不同级别，锁对象的确定取决于以下规则： - 明确指定锁对象：如`synchronized(变量名)`或`synchronized(this)`，锁对象为指定的对象。 - 非静态方法：锁对象为该方法所属的对象实例。 - 静态方法：锁对象为该方法所属的类的Class对象。 5. **可重入性**：Synchronized是可重入的，意味着一个线程已经持有了某个对象的锁，它可以再次请求该锁（进入同一对象的其他同步代码块或方法）。这是为了防止死锁的发生，例如，当一个同步方法内部调用了另一个同步方法，如果锁不可重入，就会导致持有锁的线程无法继续执行，从而形成死锁。 6. **同步方法与同步代码块**：Synchronized可以用于整个方法或者代码块，对于同步代码块，可以更细粒度地控制锁的范围，减少锁的粒度可以提高并发性能。 7. **锁优化**：JVM对Synchronized进行了很多优化，包括自旋锁、适应性自旋锁、锁消除、锁粗化等，以提高多线程环境下的效率。 8. **死锁与活锁**：虽然Synchronized提供了基本的线程同步，但如果不正确使用，仍然可能导致死锁（多个线程互相等待对方释放资源）或活锁（线程不断尝试获取锁但无法成功，导致无限循环）。 9. ** volatile与Synchronized的区别**：volatile保证了内存可见性和有序性，但不保证原子性，而Synchronized提供了一种排他性的保证，确保在同一时刻只有一个线程访问共享资源。 掌握Synchronized的这些知识对于理解和解决Java并发问题至关重要，也是Java面试中常见的考点。深入理解其原理和使用技巧，有助于编写出更加健壮和高效的并发程序。