synchronized底層原理

• 2021 年 5 月 24 日
• 筆記
• JAVA, synchronized, 多執行緒, 面試題總結

synchronized底層原理

通過反編譯class文件，可以看到synchronized最關鍵的部分是monitor對象。

又因為synchronized關鍵字使用的方法不同，可以將monitor對象使用分為以下兩種情況。

• synchronized放在方法簽名上

  public synchronized void method(){
      
  }
  

  這時候在反編譯文件里，該方法的ACC_SYNCHRONIZED訪問標誌位會被標記

• synchronized作為對象鎖

  public void method(){
    synchronized(new Object()){
     
    }
  }
  

這時候ACC_SYNCHRONIZED並不會被標記，但是會執行monitorenter和monitorexit命令，從而實現同步。

• 可以看到雖然只有一個monitorenter但是有兩個monitorexit，這是因為有兩種情況可以讓當前執行緒放棄鎖，即
  • 當前synchronized程式碼塊運行完
  • 發生中斷

monitor對象

其實以上兩種方法都是相同的，ACC_SYNCHRONIZED標誌位是隱式調用了monitor對象而已。下面來說一下monitor對象以及它是如何實現運作的。

monitor的數據結構

關於存儲的monitor對象有以下三種可能，對應不同的synchronzied使用方式，

• synchronzied修飾普通方法——>鎖的是this，也就是調用當前方法的實例對象

• synchronized修飾程式碼塊——>鎖的是synchronized後面括弧里的方法

• synchronized修飾static方法——>鎖的是類的.class對象

  關於面試的時候會問的各種情況下會不會同步執行，牢記一點

  鎖的對象相同才會同步執行

  鎖的對象相同才會同步執行

  鎖的對象相同才會同步執行

  也就是說，類鎖對普通方法鎖是不存在覆蓋的，下面兩個方法不會同步執行

  public synchronized void method1(){
          
      }
      public  static synchronized void method2(){
          
      }
  

monitor運行機制

如果一個執行緒運行到一個同步程式碼塊，如果執行緒進入數為0，則該執行緒可擁有此monitor對象的鎖，遇到monitorenter，進入數+1，遇到monitorexit，進入數-1。

如果目前執行緒進入數不為0，則當前執行緒不能獲得此monitor對象的鎖，需要等待。

synchronized的可重入性，不可中斷性是如何保障的呢？

monitor對象的執行緒進入數不是0和1，如果發生重入，進入數+1即可。

不可中斷性：一個執行緒獲取鎖後，其他執行緒必須阻塞或等待，不能搶佔，按照上面的運行機制，必須執行緒進入數=0其他執行緒才能獲得鎖，因而，不可中斷性實現。

另外，有的面試題會問非同步方法和同步方法同時調用會不會同步執行，答案是不會。

因為，非同步方法執行時不會去考慮執行緒進入數以及獲得鎖一系列流程，直接開始執行，怎麼可能同步執行呢