在Java中,关键字synchronized用于实现线程同步,确保多个线程对共享资源的访问是互斥的。synchronized的底层实现主要依赖于对象的内部锁(也称为监视器锁或互斥锁)和Java虚拟机的支持。
具体地说,当一个线程进入synchronized代码块时,它会尝试获取对象的内部锁。如果锁是空闲的(即没有被其他线程持有),线程将获得锁并继续执行代码块中的操作。如果锁已经被其他线程持有,线程将被阻塞,直到锁被释放。
内部锁的底层实现是基于对象头(Object Header)的一部分。对象头中包含了与锁相关的信息,其中最重要的是锁标志位。当一个对象被标记为被synchronized修饰的代码块所持有时,锁标志位被置为1。当线程尝试获取锁时,它会检查锁标志位,如果为1,线程将被阻塞。当持有锁的线程退出synchronized代码块时,锁标志位将被清除(置为0),并通知等待的线程有机会获取锁。
Java虚拟机通过内建的监视器机制来实现对锁的获取和释放。监视器是一种同步原语,用于实现线程间的通信和对共享资源的互斥访问。Java虚拟机提供了相应的指令来支持监视器的操作,例如monitorenter和monitorexit指令。
需要注意的是,synchronized不仅可以用于代码块,还可以修饰方法和静态方法,以实现对实例方法和类方法的同步。底层的实现原理是类似的,只是锁的粒度和范围有所不同。
总结起来,synchronized底层的实现依赖于对象的内部锁和Java虚拟机的监视器机制,通过互斥访问和锁标志位来确保多个线程对共享资源的同步和互斥访问
本文详细阐述了Java中`synchronized`关键字如何通过对象内部锁和Java虚拟机的监视器机制实现线程间的互斥访问,包括锁的获取、释放以及不同用法如代码块、方法和静态方法的同步原理。
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