一、Synchronized作用

(1)确保线程互斥的访问同步代码

(2)保证共享变量的修改能够及时可见

(3)有效解决重排序问题。(Synchronized同步中的代码JVM不会轻易优化重排序)

二、Synchronized常见用法分析

1.修饰普通方法

 package lock;

 /**
*
* @ClassName:SynchronizedDemo
* @Description:测试synchronized
* @author diandian.zhang
* @date 2017年4月1日下午7:02:34
*/
public class SynchronizedDemo { public synchronized void method1(){
System.out.println("进入方法1");
try {
System.out.println("方法1执行");
Thread.sleep(3000);
} catch (InterruptedException e) {
e.printStackTrace();
}
System.out.println("方法1 end");
} public synchronized void method2(){
System.out.println("进入方法2");
try {
System.out.println("方法2执行");
Thread.sleep(000);
} catch (InterruptedException e) {
e.printStackTrace();
}
System.out.println("方法2 end");
} public static void main(String[] args) {
SynchronizedDemo demo = new SynchronizedDemo();
new Thread(new Runnable() {
@Override
public void run() {
demo.method1();
}
}).start(); new Thread(new Runnable() {
@Override
public void run() {
demo.method2();
}
}).start();
}
}

结果:

 进入方法1
方法1执行
方法1 end
进入方法2
方法2执行
方法2 end

可见:修饰普通方法,线程2需要等待线程1的method1执行完成才能开始执行method2方法,方法级别串行执行。

2.修饰静态方法

 package lock;

 /**
*
* @ClassName:SynchronizedDemo2
* @Description:修饰静态方法
* @author diandian.zhang
* @date 2017年4月5日上午10:48:56
*/
public class SynchronizedDemo2 { public static synchronized void method1(){
System.out.println("进入方法1");
try {
System.out.println("方法1执行");
Thread.sleep(3000);
} catch (InterruptedException e) {
e.printStackTrace();
}
System.out.println("方法1 end");
} public static synchronized void method2(){
System.out.println("进入方法2");
try {
System.out.println("方法2执行");
Thread.sleep(1000);
} catch (InterruptedException e) {
e.printStackTrace();
}
System.out.println("方法2 end");
} public static void main(String[] args) {
new Thread(new Runnable() {
@Override
public void run() {
SynchronizedDemo2.method1();
}
}).start(); new Thread(new Runnable() {
@Override
public void run() {
SynchronizedDemo2.method2();
}
}).start();
}
}

运行结果:

 进入方法1
方法1执行
进入方法2
方法1 end
方法2执行
方法2 end

可见:修饰静态方法,本质是对类的同步,任何实例调用方法,都类级别串行(每个实例不一定串行)执行。

3.修饰代码块

 package lock;

 /**
*
* @ClassName:SynchronizedDemo3
* @Description:Synchronized修饰代码块
* @author diandian.zhang
* @date 2017年4月5日上午10:49:50
*/
public class SynchronizedDemo3 { public void method1(){
System.out.println("进入方法1");
try {
synchronized (this) {
System.out.println("方法1执行");
Thread.sleep(3000);
}
} catch (InterruptedException e) {
e.printStackTrace();
}
System.out.println("方法1 end");
} public void method2(){
System.out.println("进入方法2");
try {
synchronized (this) {
System.out.println("方法2执行");
Thread.sleep(1000);
}
} catch (InterruptedException e) {
e.printStackTrace();
}
System.out.println("方法2 end");
} public static void main(String[] args) {
SynchronizedDemo3 demo = new SynchronizedDemo3();
new Thread(new Runnable() {
@Override
public void run() {
demo.method1();
}
}).start(); new Thread(new Runnable() {
@Override
public void run() {
demo.method2();
}
}).start();
}
}

运行结果:

 进入方法1
方法1执行
进入方法2
方法1 end
方法2执行
方法2 end

可见,修饰代码块,只锁住代码块的执行顺序。代码块级别串行。(例如上面的方法1和方法2没能串行,因为锁住的是同一个对象,但是同步代码块只包住了方法中的一部分)

三、Synchronized 原理

实际上,JVM只区分两种不同用法 1.修饰代码块 2.修饰方法。什么,你不信?好吧,上SE8规范:http://docs.oracle.com/javase/specs/jvms/se8/html/jvms-3.html#jvms-3.14

上图中,红框框中说明了,1.monitorenter+monitorexit(上图中的onlyMe方法中同步代码块) 2.修饰方法

这一切都是规范说的,下面自测一下吧~

下面,我们通过JDK自带工具反编译,查看包含java字节码的指令。

3.1 synchronized修饰代码块

java源码如下:

 public class SynchronizedDemo {
public void method (){
synchronized (this) {
System.out.println("method 1 start!!!!");
}
}
}

javac -encoding utf-8 SynchronizedDemo.java 编译生成class 后,javap -c 反编译一下,看指令:

这里着重分析2个monitorenter、monitorexit这两个指令。这里以JSE8位为准,查到属于JVM指令集。官网各种API、JVM规范,指令等,传送门:http://docs.oracle.com/javase/8/docs/。

1.monitorenter监视器准入指令

主要看上图中Description:

每个对象有一个监视器锁(monitor)。当monitor被占用时就会处于锁定状态,线程执行monitorenter指令时尝试获取monitor的所有权,过程如下:

1.如果monitor的进入数为0,则该线程进入monitor,然后将进入数设置为1,该线程即为monitor的所有者。

2.如果线程已经占有该monitor,只是重新进入,则进入monitor的进入数加1.

3.’如果其他线程已经占用了monitor,则该线程进入阻塞状态,直到monitor的进入数为0,再重新尝试获取monitor的所有权。

2.monitorexit监视器释放指令

主要看上图中Description:

1.执行monitorexit的线程必须是objectref所对应的monitor的所有者。

2.指令执行时,monitor的进入数减1,如果减1后进入数为0,那线程退出monitor,不再是这个monitor的所有者。其他被这个monitor阻塞的线程可以尝试去获取这个 monitor 的所有权。

3.2 synchronized修饰方法

java源码如下:

 package lock;

 /**
*
* @ClassName:SynchronizedDemo0
* @Description: Synchronized修饰方法
* @author diandian.zhang
* @date 2017年4月5日下午6:18:12
*/
public class SynchronizedDemo0 {
public synchronized void method (){
System.out.println("method start!!!!");
}
}

javap -v 查看class文件,发现method上加了同步标签,本质上还是monitor

3.3 synchronized终极原理C++实现
 
 
四、总结
  
JDK一直没有放弃synchronized且一直在优化,到目前JDK8依然广泛使用。本文从功能、常见用法、源码实现三方面彻底剖析了synchronized锁。相信读者会有所收获。

========附言分割线=====

附:全文参考http://www.cnblogs.com/paddix/p/5367116.html

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