Java Synchronized详解:同步机制、锁膨胀与优化
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更新于2024-08-03
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Java关键字`synchronized`是实现线程同步的核心机制,它确保了在同一时刻只有一个线程能访问被锁定的代码块或方法,这对于避免多线程环境中的数据竞争和一致性问题至关重要。以下是关于`synchronized`的详细解释:
1. **定义与特性**
- `synchronized`定义:在Java中,它是用来声明代码块或方法是线程安全的,通过控制对特定资源(对象)的访问权限,实现了并发控制。
- 特性:
- 原子性:`synchronized`确保操作的完整性,一次请求要么全部完成,要么不执行,防止中间状态的混乱。
- 可见性:在解锁前,`synchronized`确保所有线程看到的是同步更新后的最新状态。
- 有序性:`synchronized`解决了重排序问题,确保在多线程环境中操作的执行顺序与单线程下一致。
2. **用法与实现**
- 对象监视器(Monitor):在HotSpot JVM实现中,`synchronized`的底层是基于对象监视器的,每个对象都有一个监视器,一个时间片内只有一个线程能持有该监视器。
- 三种用法:
- 静态方法:修饰静态方法的`synchronized`作用于类,而不是实例。
- 成员方法:修饰成员方法的`synchronized`作用于该方法所属的对象实例。
- 同步代码块:直接定义`synchronized`代码块,可以更灵活地控制同步范围。
3. **锁的获取与释放**
- 当进入同步代码前,线程尝试获取锁,若已有线程持有,则线程会被阻塞直到锁被释放。
- 代码执行完成后,锁的计数器减一,表示该线程已释放锁。如果是偏向锁,当线程释放时可能升级为普通锁,导致其他等待线程竞争。
4. **锁膨胀与优化**
- 锁膨胀是当一个对象被多个线程共享并持有锁时,可能导致额外的锁竞争。Java通过偏向锁来优化,减少锁的竞争,提高并发性能。
- 当一个线程释放偏向锁时,可能引发锁膨胀,因为其他线程可能需要重新争夺锁。
总结起来,`synchronized`是Java中实现线程同步的关键,通过控制对共享资源的访问,保证了并发环境中的数据一致性。理解锁的原理、如何使用以及锁膨胀的概念有助于开发高性能、低冲突的多线程应用程序。
2012-03-14 上传
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