JUC解析-synchronized

前面主要讲了基于简单的基本类型的原子操作，对于一些复杂的操作就需要用锁来实现互斥，在JUC中定义了一套锁的实现框架，但是在学习前，感觉有必要先回顾了java中自带的锁synchronized。

介绍

synchronized的作用如下

• 确保线程互斥的访问同步代码(互斥性)。

• 保证共享变量的修改能够及时可见(可见性)。

• 有效解决重排序问题(有序性)。

在这里主要讲解下Synchronized在作用1的实现原理以及使用的方式，对于Synchronized主要有三个使用场景：

• 修饰普通方法

• 修饰静态方法

• 修饰代码块

举个栗子：

public class Counter {  
    private static int count;
    private Object lock = new Object(); 
     
    public synchronized void thisIncr1() {
        count ++;
    }  
    public static synchronized void classIncr1() {
        count++;
    }  
    public void lockIncr() {    
        synchronized(lock) {
            count++;
        }
    }  
    public void thisIncr2(){     
        synchronized(this) {
            count ++;
        }
    }
    public synchronized int getCount() {
        return count;
    }  
    public void classIncr2() {    
        synchronized(Counter.class) {
            count++;
        }
    }
}
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如上thisIncr1中修饰的普通方法，classIncr1中修饰的静态方法，thisIncr2和classIncr2修饰的是代码块，上面的同步逻辑有什么区别呢？

synchronized保护的是对象而非代码，只要是访问同一个对象的synchronized方法，即使是不同的代码，也会被同步顺序访问，在上面的代码中thisIncr1和thisIncr2都是同步的this对象。classIncr1和classIncr2同步的Counter.class对象。lockIncr同步的是lock对象。从上面可以确定thisIncr*、classIncr*、lockIncr相互之间是没有互斥同步关系的，只有在他们本身类型之间才会同步执行, 具体可以自行写测试用例测试下。

synchronized的实现原理

举个栗子：

public class SynchronizedDemo {    
    public void method() {        
        synchronized (this) {
          System.out.println("hello word");
        }
    }
}
复制代码

通过javap反编译后为：

通过反编译后的代码，可以看到在synchronized开始和结束的时候分别执行了monitorenter和monitorexit，在java中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：

• 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。

• 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。

• 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。

从上面分析可以看出，Synchronized的语义底层是通过一个monitor的对象来完成，其实wait/notify等方法也依赖于monitor对象，这就是为什么只有在同步的块或者方法中才能调用wait/notify等方法，否则会抛出java.lang.IllegalMonitorStateException的异常的原因。

synchronized的属性

• 可重入性
  对同一个执行线程，它在获得了锁之后，在调用其他需要同样锁的代码时，可以直接调用，比如说，在一个synchronized实例方法内，可以直接调用其他synchronized实例方法。可重入是一个非常自然的属性，应该是很容易理解的，之所以强调，是因为并不是所有锁都是可重入的。

• 内存可见性
  线程在释放锁时，所有写入都会写回内存，而获得锁后，都会从内存中读最新数据。如果仅仅是为了数据的可见性可以用volitile来代替，成本会小很多。

• 死锁
  使用synchronized或者其他锁，要注意死锁，所谓死锁就是类似这种现象，比如， 有a, b两个线程，a持有锁A，在等待锁B，而b持有锁B，在等待锁A，a,b陷入了互相等待，最后谁都执行不下去，解决的办法就是首先，应该尽量避免在持有一个锁的同时去申请另一个锁，如果确实需要多个锁，所有代码都应该按照相同的顺序去申请锁，顺便说一下，如果程序出现了死锁可以通过pstack命令来查看进程的状态来发现死锁。