浅谈synchronized加锁问题以及区别

本文深入探讨了Java中synchronized的三种加锁机制:代码块加锁、方法锁及静态方法锁,分析了它们的对象作用范围及效率,并提供了具体的代码示例。

java的加锁机制是synchronized。加锁有分三种情况。

1,代码块加锁。2,方法加锁。3,静态方法加锁。很明显可以知道这三种加锁的对象是不一样的。

一,代码块加锁

    代码块加锁是作用于整个代码块,锁的对象是可以任意的对象。只要这个任意的对象是同一个对象就可以保证线程的安全。

public class SellTicket implements Runnable {

    // 定义100张票

    private static int tickets = 100;

    // 定义同一把锁

    private Object obj = new Object();

    private Demo d = new Demo();

   @Override

    public void run() {

       while (true) {

           synchronized (obj) {  //这里的锁对象可以obj 也可以是d。因为代码的锁对象是任意的对象

                if (tickets > 0) {

                  try {

                       Thread.sleep(100);

                   } catch (InterruptedException e) {

                       e.printStackTrace();

                   }

                  System.out.println(Thread.currentThread().getName()

                          + "正在出售第" + (tickets--) + "张票 ");

             }

          }

      }

   }

二,方法锁

     方法锁的对象是做作用于整个方法,锁的对象是当前对象。不能是任意对象。方法锁不需要加锁的对象,锁的对象默认的就是当前的对象。所以加锁的机制的时候要保证多个线程用的是同一个对象。

    private synchronized void sellTicket() {

           if (tickets > 0) {

            try {

                  Thread.sleep(100);

            } catch (InterruptedException e) {

                    e.printStackTrace();

           }

            System.out.println(Thread.currentThread().getName()

                        + "正在出售第" + (tickets--) + "张票 ");

           }

  }

三,静态方法的锁

    我们知道静态方法是随着类的,不是对象。所以静态方法的锁是类的对象。静态方法的锁对象也是不需要指定,自己默认的

 private static synchronized void sellTicket() {

        if (tickets > 0) {

        try {

                Thread.sleep(100);

        } catch (InterruptedException e) {

                e.printStackTrace();

        }

        System.out.println(Thread.currentThread().getName()

                    + "正在出售第" + (tickets--) + "张票 ");

        }

}

说完了上面各自的所得对象,那么稍微总结一下。

锁代码块的效率是最高的,而且是作用于方法。一般推荐使用的是锁代码块。

需要注意的是,线程实现的方法有继承Thread和现实Runnable接口两种方式比较多。由于这种实现的方式有点差异。实际上用于锁是不一样。

### synchronized 加锁机制及其在高并发环境下保证原子性的原理 在 Java 中,`synchronized` 是一种内置的同步机制,用于确保多线程环境下共享资源的线程安全访问。它通过 **Monitor(监视器)机制** 实现对共享资源的互斥访问,确保同一时刻只有一个线程可以执行被同步的代码块方法。这种机制在高并发环境下对共享数据的访问起到了关键的保护作用,尤其在实现操作的原子性方面具有重要意义[^1]。 #### synchronized加锁原理 `synchronized` 的底层实现依赖于 JVM 的 **对象监视器(Object Monitor)机制**。每个 Java 对象在 JVM 中都有一个与之关联的 Monitor,当多个线程尝试访问被 `synchronized` 保护的代码时,它们必须首先获取该对象的 Monitor 锁。如果 Monitor 被其他线程持有,当前线程将被阻塞,直到锁被释放为止。 在 JVM 层面,`synchronized` 的加锁解锁操作是通过字节码指令 `monitorenter` `monitorexit` 来实现的。在执行 `monitorenter` 指令时,JVM 会尝试获取对象的锁,如果该对象未被锁定,或者当前线程已经持有该对象的锁,则计数器会递增。只有当计数器归零时,锁才会被释放,其他线程才能尝试获取锁[^1]。 #### 在高并发环境下的原子性保证 原子性是指一个操作要么全部完成,要么完全不执行,不会因为多线程干扰而出现中间状态。在并发编程中,某些复合操作(如“读-改-写”)如果不加同步控制,可能会导致数据不一致问题。例如多个线程同时对一个计数器进行递增操作时,可能会因为操作非原子性而导致结果错误。 `synchronized` 通过加锁机制,将多个线程对共享变量的操作串行化,从而确保整个代码块的执行具有原子性。例如: ```java public class Counter { private int count = 0; public synchronized void increment() { count++; } } ``` 上述代码中,`increment()` 方法被 `synchronized` 修饰,这确保了多个线程在并发调用该方法时,`count++` 操作将具有原子性,不会出现竞态条件导致的数据不一致问题[^2]。 #### synchronized 的锁优化机制 在早期版本的 JVM 中,`synchronized` 的性能表现较差,尤其是在高并发环境下频繁的锁竞争会导致线程阻塞上下文切换。然而,现代 JVM 对 `synchronized` 进行了多项优化,包括: - **偏向锁(Biased Locking)**:当一个线程多次获取同一个锁时,JVM 会将该锁偏向该线程,避免不必要的同步开销。 - **轻量级锁(Lightweight Locking)**:通过 CAS(Compare and Swap)操作尝试获取锁,减少线程阻塞。 - **自旋锁(Spin Lock)**:线程在等待锁释放时不会立即进入阻塞状态,而是进行一定次数的自旋尝试获取锁,适用于锁持有时间较短的场景。 - **锁粗化(Lock Coarsening)**:将多个连续的同步操作合并为一个更大的同步块,减少锁的申请释放次数。 - **锁消除(Lock Elimination)**:JVM 通过逃逸分析判断某些同步操作不会被其他线程访问,从而优化掉不必要的同步。 这些优化手段显著提升了 `synchronized` 在高并发场景下的性能表现,使其在现代 Java 应用中依然具有广泛的适用性[^3]。 #### synchronized 与其他并发控制机制的对比 虽然 `synchronized` 提供了便捷的同步机制,但在某些场景下,如需要更细粒度的锁控制或尝试获取锁失败时的处理逻辑,`java.util.concurrent.locks.Lock` 接口(如 `ReentrantLock`)提供了更灵活的替代方案。此外,对于简单的原子性操作(如对整型变量的递增),使用 `AtomicInteger` 等原子变量类可以避免锁的开销,提升并发性能。 --- ###
评论
添加红包

请填写红包祝福语或标题

红包个数最小为10个

红包金额最低5元

当前余额3.43前往充值 >
需支付:10.00
成就一亿技术人!
领取后你会自动成为博主和红包主的粉丝 规则
hope_wisdom
发出的红包
实付
使用余额支付
点击重新获取
扫码支付
钱包余额 0

抵扣说明:

1.余额是钱包充值的虚拟货币,按照1:1的比例进行支付金额的抵扣。
2.余额无法直接购买下载,可以购买VIP、付费专栏及课程。

余额充值