synchronized 關(guān)鍵字

在并發(fā)編程中，多線(xiàn)程同時(shí)并發(fā)訪(fǎng)問(wèn)的資源叫做臨界資源，當(dāng)多個(gè)線(xiàn)程同時(shí)訪(fǎng)問(wèn)對(duì)象并要求操作相同資源時(shí)，分割了原子操作就有可能出現(xiàn)數(shù)據(jù)的不一致或數(shù)據(jù)不完整的情況，為避免這種情況的發(fā)生，我們會(huì)采取同步機(jī)制，以確保在某一時(shí)刻，方法內(nèi)只允許有一個(gè)線(xiàn)程。

采用 synchronized 修飾符實(shí)現(xiàn)的同步機(jī)制叫做互斥鎖機(jī)制，它所獲得的鎖叫做互斥鎖。每個(gè)對(duì)象都有一個(gè) monitor (鎖標(biāo)記)，當(dāng)線(xiàn)程擁有這個(gè)鎖標(biāo)記時(shí)才能訪(fǎng)問(wèn)這個(gè)資源，沒(méi)有鎖標(biāo)記便進(jìn)入鎖池。任何一個(gè)對(duì)象系統(tǒng)都會(huì)為其創(chuàng)建一個(gè)互斥鎖，這個(gè)鎖是為了分配給線(xiàn)程的，防止打斷原子操作。每個(gè)對(duì)象的鎖只能分配給一個(gè)線(xiàn)程，因此叫做互斥鎖。

這里就使用同步機(jī)制獲取互斥鎖的情況，進(jìn)行幾點(diǎn)說(shuō)明：

1. 如果同一個(gè)方法內(nèi)同時(shí)有兩個(gè)或更多線(xiàn)程，則每個(gè)線(xiàn)程有自己的局部變量拷貝。

2. 類(lèi)的每個(gè)實(shí)例都有自己的對(duì)象級(jí)別鎖。當(dāng)一個(gè)線(xiàn)程訪(fǎng)問(wèn)實(shí)例對(duì)象中的 synchronized 同步代碼塊或同步方法時(shí)，該線(xiàn)程便獲取了該實(shí)例的對(duì)象級(jí)別鎖，其他線(xiàn)程這時(shí)如果要訪(fǎng)問(wèn) synchronized 同步代碼塊或同步方法，便需要阻塞等待，直到前面的線(xiàn)程從同步代碼塊或方法中退出，釋放掉了該對(duì)象級(jí)別鎖。

3. 訪(fǎng)問(wèn)同一個(gè)類(lèi)的不同實(shí)例對(duì)象中的同步代碼塊，不存在阻塞等待獲取對(duì)象鎖的問(wèn)題，因?yàn)樗鼈儷@取的是各自實(shí)例的對(duì)象級(jí)別鎖，相互之間沒(méi)有影響。

4. 持有一個(gè)對(duì)象級(jí)別鎖不會(huì)阻止該線(xiàn)程被交換出來(lái)，也不會(huì)阻塞其他線(xiàn)程訪(fǎng)問(wèn)同一示例對(duì)象中的非 synchronized 代碼。當(dāng)一個(gè)線(xiàn)程 A 持有一個(gè)對(duì)象級(jí)別鎖（即進(jìn)入了 synchronized 修飾的代碼塊或方法中）時(shí)，線(xiàn)程也有可能被交換出去，此時(shí)線(xiàn)程 B 有可能獲取執(zhí)行該對(duì)象中代碼的時(shí)間，但它只能執(zhí)行非同步代碼（沒(méi)有用 synchronized 修飾），當(dāng)執(zhí)行到同步代碼時(shí)，便會(huì)被阻塞，此時(shí)可能線(xiàn)程規(guī)劃器又讓 A 線(xiàn)程運(yùn)行，A 線(xiàn)程繼續(xù)持有對(duì)象級(jí)別鎖，當(dāng) A 線(xiàn)程退出同步代碼時(shí)（即釋放了對(duì)象級(jí)別鎖），如果 B 線(xiàn)程此時(shí)再運(yùn)行，便會(huì)獲得該對(duì)象級(jí)別鎖，從而執(zhí)行 synchronized 中的代碼。

5. 持有對(duì)象級(jí)別鎖的線(xiàn)程會(huì)讓其他線(xiàn)程阻塞在所有的 synchronized 代碼外。例如，在一個(gè)類(lèi)中有三個(gè)synchronized 方法 a，b，c，當(dāng)線(xiàn)程 A 正在執(zhí)行一個(gè)實(shí)例對(duì)象 M 中的方法 a 時(shí)，它便獲得了該對(duì)象級(jí)別鎖，那么其他的線(xiàn)程在執(zhí)行同一實(shí)例對(duì)象（即對(duì)象 M）中的代碼時(shí)，便會(huì)在所有的 synchronized 方法處阻塞，即在方法 a，b，c 處都要被阻塞，等線(xiàn)程 A 釋放掉對(duì)象級(jí)別鎖時(shí)，其他的線(xiàn)程才可以去執(zhí)行方法 a，b 或者 c 中的代碼，從而獲得該對(duì)象級(jí)別鎖。

6. 使用 synchronized（obj）同步語(yǔ)句塊，可以獲取指定對(duì)象上的對(duì)象級(jí)別鎖。obj 為對(duì)象的引用，如果獲取了 obj 對(duì)象上的對(duì)象級(jí)別鎖，在并發(fā)訪(fǎng)問(wèn) obj 對(duì)象時(shí)時(shí)，便會(huì)在其 synchronized 代碼處阻塞等待，直到獲取到該 obj對(duì)象的對(duì)象級(jí)別鎖。當(dāng) obj 為 this 時(shí)，便是獲取當(dāng)前對(duì)象的對(duì)象級(jí)別鎖。

7. 類(lèi)級(jí)別鎖被特定類(lèi)的所有示例共享，它用于控制對(duì) static 成員變量以及 static 方法的并發(fā)訪(fǎng)問(wèn)。具體用法與對(duì)象級(jí)別鎖相似。

8. 互斥是實(shí)現(xiàn)同步的一種手段，臨界區(qū)、互斥量和信號(hào)量都是主要的互斥實(shí)現(xiàn)方式。synchronized 關(guān)鍵字經(jīng)過(guò)編譯后，會(huì)在同步塊的前后分別形成 monitorenter 和 monitorexit 這兩個(gè)字節(jié)碼指令。根據(jù)虛擬機(jī)規(guī)范的要求，在執(zhí)行 monitorenter 指令時(shí)，首先要嘗試獲取對(duì)象的鎖，如果獲得了鎖，把鎖的計(jì)數(shù)器加 1，相應(yīng)地，在執(zhí)行 monitorexit 指令時(shí)會(huì)將鎖計(jì)數(shù)器減 1，當(dāng)計(jì)數(shù)器為 0 時(shí)，鎖便被釋放了。由于 synchronized 同步塊對(duì)同一個(gè)線(xiàn)程是可重入的，因此一個(gè)線(xiàn)程可以多次獲得同一個(gè)對(duì)象的互斥鎖，同樣，要釋放相應(yīng)次數(shù)的該互斥鎖，才能最終釋放掉該鎖。