一文看透Java高並發：Synchronized鎖的性質、原理及其缺陷
- 2019 年 12 月 2 日
- 筆記
前置知識
- 了解Java基本語法
- 了解多線程基本知識
知識介紹
- Synchronized簡介：作用、地位、不控制並發的後果
- 兩種用法：對象鎖和類鎖
- 多線程訪問同步方法的7種情況：是否是static、Synchronized方法等
- Synchronized的性質：可重入、不可中斷
- 原理：加解鎖原理、可重入原理、可見性原理
- Synchronized的缺陷：效率低、不夠靈活、無法預判是否成功獲取鎖
- 常見問題：
- 如何選擇Lock或Synchronized等
- 如何提高性能、JVM如何解決那個線程獲取鎖等
Synchronized簡介
作用
官方解釋
同步方法支持一種簡單的策略來防止線程干擾和內存一致性錯誤：如果一個對象對多個線程可見，則對該對象變量的所有讀取或寫入都是通過同步方法完成的。
通俗易懂的解釋
能夠保證在同一時刻最多只有一個線程執行該段代碼，以達到保證並發安全的效果。
地位
- Synchronized是Java的關鍵字，被Java語言原生支持
代碼演示：不使用並發手段的後果演示
代碼實戰：兩個線程同時a++，最後結果會比預計的少
原因
count++，它看上去只是一個操作，實際上包含了三個動作：
- 讀取count
- 將count加1
- 將count的值寫入到內存中
- 最基本的互斥同步手段
- 並發編程中的元老級角色，是並發編程的必學內容
Synchronized的兩個用法
對象鎖
包括方法鎖(默認鎖對象為this當前實例對象)和同步代碼塊鎖(自己指定鎖對象)
代碼塊形式：手動指定鎖對象
方法鎖形式：synchronized修飾普通方法，鎖對象默認為this
類鎖
概念(重要)：Java類可能有很多個對象，但只有1個Class對象
本質：所以所謂的類鎖，不過是Class對象的鎖而已
用法和效果：類鎖只能在同一時刻被一個對象擁有
形式1：synchronized加載static方法上
形式2：synchronized(*.class)代碼塊
消失的請求解決方案
不使用並發手段會有什麼後果？如何解決？
解決問題
兩個線程同時a++，最後結果會比預計的少
原因
count++，它看上去知識一個操作，實際上包含了三個動作
- 讀取count
- 將count+1
- 將count的值寫入到內存中
方法一
方法二
方法三
七種常見情況之123
多線程訪問同步方法的7種情況
- 兩個線程同時訪問一個對象的同步方法
- 兩個線程訪問的是兩個對象的同步方法
- 兩個線程訪問的是synchronized的靜態方法
- 同時訪問同步方法與非同步方法
- 訪問同一個對象的不同的普通同步方法
- 同時訪問靜態synchronized和非靜態synchronized方法
- 方法拋異常後，會釋放鎖
情況一：
情況二：
情況三：
情況四：
情況五：
情況六：
情況七：
7種情況總結
3點核心思想
- 一把鎖只能同時被一個線程獲取，沒有拿到鎖的線程必須等待(對應第1、5種情況)
- 每個實例都對應有自己的一把鎖，不同實例之間互不影響；例外：鎖對象鎖是*.class以及Synchronized修飾的是static方法的時候，所有對象共用同一把鎖(對應第2、3、4、6種情況)；
- 無論是方法正常執行完畢或者方法拋出異常，都會釋放鎖(對應第7種情況)
Synchronized缺陷
- 效率低：鎖的釋放情況少、試圖獲得鎖時不能設定超時、不能中斷一個正在試圖獲得鎖的線程
- 不夠靈活(讀寫鎖更靈活)：加鎖和釋放的時機單一，每個鎖僅有單一的條件(某個對象)，可能是不夠的
- 無法知道是否成功獲取到鎖
常見面試問題
1、使用注意點：鎖對象不能為空、作用域不宜過大、避免死鎖
2、如何選擇Lock和Synchronized關鍵字？
3、多線程訪問同步方法的各種具體情況
