为何JVM中不建议使用synchronized(String s)?实例详解+解决方法

阿泽在学习synchronized关键字小结

首先呢总结一下synchronized的三种使用方式:
  1. 修饰实例⽅法,给对象实例加锁
synchronized void method(){
}
  1. 修饰静态⽅法,给当前类加锁
synchronized static void method(){
}
  1. 修饰代码块,给当前对象/类加锁
synchronized(this){
}

重点在于第三点,很多知识博客中都提醒了这样一点

尽量不要使⽤ synchronized(String a) 因为 JVM 中,字符串常量池具有缓存功能!

虽然大牛们已经给出了原因,但阿泽确实半肚子墨水,没明白缓存为何会影响加锁的问题?一鼓作气探个究竟!

情景再现:
package pers.zzk.jianzhi_offer;

public class DeadLockDemo {
	private static String resource1="aaa";
	private static String resource2="aaa";
	public static void main(String[] args) {
		new Thread(() -> {
			synchronized (resource1) {
				System.out.println(Thread.currentThread() + "get resource1");
				try {
				//保持resource1不释放
					while(true) {
						System.out.println(Thread.currentThread() + "get resource1");
						Thread.sleep(1000);
					}
				} catch (InterruptedException e) {
					e.printStackTrace();
				}
			}
		}, "线程 1").start();
		new Thread(() -> {
			synchronized (resource2) {
				System.out.println(Thread.currentThread() + "get resource2");
				try {
					Thread.sleep(1000);
				} catch (InterruptedException e) {
					e.printStackTrace();
				}

			}
		}, "线程 2").start();
	}
}

以上代码中我们创建了两个资源resource1和resource2,String类型且指向同一个对象。
线程1中我们占用resource1,并一直占用不释放;线程2中我们占用resource2
下面就是见证奇迹的时刻!
在这里插入图片描述
OMG!程序竟然只执行了线程1,而线程2 被阻塞了!!!,ok现在是不是有点明白缓存那味儿了。JVM识别String类型,加锁在同一个对象,必然会阻塞。

那么如何避免呢?

阿泽尝试了两种方法供大家参考
1、使用Object类型创建数据,避免缓存

private static Object resource1 = new Object();//资源 1
private static Object resource2 = new Object();//资源 2

2、使用new 字符创建一个新的对象

	private static String resource2=new String("aaa");

我们来看一下任一种修改后的结果:
在这里插入图片描述
线程2成功执行!NICE!

<think>好的,我现在需要详细解释Java中的synchronized关键字,特别是与Android多线程相关的内容。用户已经提供了几个引用资料,我需要整合这些信息,并确保回答符合之前的系统级指令,比如正确使用LaTeX格式、生成相关问题等。 首先,我应该先回顾用户提供的引用内容。引用[1]提到synchronized是用于线程同步的关键字,确保原子性、可见性和有序性。引用[2]展示了如何通过同对象实例实现并发执行,这说明synchronized锁的是对象实例。引用[3]提到synchronizedJVM层面通过字节码指令实现,这可能涉及到监视器锁(monitor)的概念。引用[4]详细说明了对象锁和类锁的同形式,包括方法锁、代码块锁以及静态方法锁。 接下来,我需要将这些信息组织成一个结构清晰的回答。可能需要分为用法、原理、在Android中的应用、注意事项等部分。同时,要确保使用正确的LaTeX格式,例如变量和方法名用$...$包裹,如$synchronized$,代码块用三个反引号,独立公式用$$...$$。 需要特别注意的是用户提到可能与Android多线程相关,所以需要将synchronized在Android中的使用场景和注意事项单独列出。例如,虽然Android主要使用Handler、Looper等机制,但在处理共享资源时仍需synchronized或Lock来保证线程安全。 另外,引用中提到的对象锁和类锁的区别需要详细说明,可能结合代码示例来展示同的使用方式。例如,实例方法锁和静态方法锁的同作用范围。 原理部分需要解释synchronized底层实现,如JVM的监视器锁,字节码中的monitorenter和monitorexit指令,以及锁升级过程(偏向锁、轻量级锁、重量级锁)。这些内容在引用中没有详细提到,但结合引用[3]提到的字节码指令,可以进一步扩展。 在Android中的注意事项可能包括避免在主线程使用synchronized导致ANR,或者推荐使用更高级的并发工具如ReentrantLock。需要引用之前的回答中提到的Handler和线程池相关内容,确保信息一致。 最后,生成的相关问题需要围绕synchronized使用场景、原理、在Android中的优化等,比如锁升级机制、与ReentrantLock的对比、避免死锁的方法等。 需要检查LaTeX语法是否正确,比如所有行内代码和变量都用$...$,独立公式单独成段。同时,引用标识要自然添加,例如在提到ANR时引用之前的回答[^1]。 可能遗漏的点:synchronized的可重入性,这是重要的特性,需要补充。此外,锁的存储结构(对象头中的Mark Word)可能对原理部分有帮助。在Android中,虽然synchronized有效,但是否有性能上的考量,比如在旧版本设备上的优化问题。 需要确保回答结构清晰,分点说明,代码示例正确,并且相关引用正确对应。最后生成的问题要有针对性,能够帮助用户深入理解synchronized的关键点。</think>### Javasynchronized关键字详解(Android多线程场景适配) --- #### 一、核心作用与基础用法 1. **线程同步机制** $synchronized$ 是 Java 提供的**独占锁**,通过**对象监视器(Monitor)** 实现以下特性[^1][^3]: - **原子性**:确保代码块/方法在同一时间仅一个线程执行; - **可见性**:修改后的共享变量对其他线程立即可见; - **有序性**:禁止指令重排序优化。 2. **语法形式** - **对象锁**:作用于实例方法或代码块(锁对象为当前实例) ```java // 实例方法锁 public synchronized void methodA() { /*...*/ } // 代码块锁 public void methodB() { synchronized(this) { // 锁对象为当前实例 /*...*/ } } ``` - **类锁**:作用于静态方法或代码块(锁对象为Class对象) ```java // 静态方法锁 public static synchronized void methodC() { /*...*/ } // 类代码块锁 public void methodD() { synchronized(MyClass.class) { // 锁对象为Class /*...*/ } } ``` 3. **并发控制示例** 通过同对象实例实现并发(如引用[2]): ```java // 两个线程分别操作实例的锁 SynchronizedDemo obj1 = new SynchronizedDemo(); SynchronizedDemo obj2 = new SynchronizedDemo(); new Thread(() -> obj1.methodA()).start(); // 锁obj1 new Thread(() -> obj2.methodA()).start(); // 锁obj2(可并发执行) ``` --- #### 二、底层实现原理 1. **JVM字节码指令** $synchronized$ 在编译后生成**monitorenter**和**monitorexit**指令[^3],通过对象头的**Mark Word**记录锁状态。例如: ```java synchronized(obj) { // 代码块 } ``` 对应字节码: ``` monitorenter // 尝试获取对象锁 ... // 代码逻辑 monitorexit // 释放锁 ``` 2. **锁升级机制** - **偏向锁**:无竞争时记录线程ID,减少CAS操作; - **轻量级锁**:通过自旋尝试获取锁; - **重量级锁**:竞争激烈时升级为操作系统级互斥锁。 --- #### 三、Android开发中的特殊考量 1. **UI线程与ANR风险** - 主线程中滥用 $synchronized$ 可能导致**ANR**(如锁竞争阻塞UI渲染)[^1]; - 推荐将同步操作放在工作线程,通过 $Handler$ 或 $LiveData$ 更新UI。 2. **替代方案对比** | 特性 | synchronized | ReentrantLock | |---------------------|--------------------|------------------------| | **可中断性** | 支持 | 支持 `lockInterruptibly()` | | **公平锁** | 非公平 | 可配置公平策略 | | **条件变量** | 通过 `wait/notify` | 支持 `Condition` 对象 | | **性能** | JVM优化较好 | 高并发场景更灵活 | --- #### 四、高级特性与最佳实践 1. **可重入性** 同一线程可重复获取已持有的锁,避免死锁: ```java public synchronized void methodA() { methodB(); // 允许调用另一个synchronized方法 } public synchronized void methodB() { /*...*/ } ``` 2. **死锁预防** - 避免嵌套锁; - 使用 `tryLock()` 设置超时: ```java if (lock.tryLock(1, TimeUnit.SECONDS)) { try { /*...*/ } finally { lock.unlock(); } } ``` --- #### 五、Android多线程场景应用 1. **共享资源管理** 在后台线程操作数据库时使用对象锁: ```java public class DatabaseHelper { private static DatabaseHelper instance; private final Object lock = new Object(); public void writeData(String data) { synchronized(lock) { // 避免多线程写入冲突 // SQLite操作 } } } ``` 2. **性能优化建议** - **锁粒度细化**:尽量缩小同步代码块范围; - **避免锁静态方法**:类锁可能影响全局性能; - **结合线程池**:使用 $ExecutorService$ 管理并发任务[^4]。 --- ### 相关问题 1. 如何通过JOL工具分析synchronized锁升级过程? 2. 在Android中,synchronized与Atomic类的性能差异如何? 3. 如何利用Java对象头实现自定义锁机制?
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