synchronized对象锁,锁的是什么?

博客围绕对象锁展开,通过分析看似线程安全的代码示例,发现putIfAbsent方法因与线程安全的List使用不同锁而无法保证线程安全。进而探讨对象锁是否锁住对象属性,得出对象锁锁住的是同样由synchronized修饰的方法或代码段,排除类锁。

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昨天看博客看到这样一段代码,说是看似线程安全,但实际上并不是,参考大佬一个看似线程安全的示例

class ListHelper <E> {  
    public List<E> list = Collections.synchronizedList(new ArrayList<E>());  
  
    public synchronized boolean putIfAbsent(E x) {  
        boolean absent = !list.contains(x);  
        if (absent)  
            list.add(x);  
        return absent;  
    }  
} 

方法等价于:

    public boolean putIfAbsent(E x) {  
        synchronized(this) {  
            boolean absent = !list.contains(x);  
            if (absent)  
                list.add(x);  
            return absent;  
        }  
    }  

大佬的解析是:putIfAbsent方法的锁其实是ListHelper对象, 而可以肯定的是Collections.synchronizedList返回的线程安全的List内部使用的锁绝对不是ListHelper的对象,所以ListHelper中的putIfAbsent方法和线程安全的List使用的不是同一个锁,因此上面的这个加了synchronized关键字的方法依然不能实现线程安全性。


嗯.....有道理,我的理解是:当A线程判断了list.contains(x)不存在,刚准备往list插入的时候,另一个线程B如果直接调用当前线程A使用的ListHelper对象——BadListHelper.list.add()方法时,就会重复添加元素。即由于putIfAbsen(E x)方法不是原子性的,所以线程不安全。自己写个代码试一下:

MyRunnable2:

public class MyRunnable2 implements Runnable {
    ListHelper list;

    public MyRunnable2(ListHelper listHelper) {
        list = listHelper;
    }

    @Override
    public void run() {
        synchronized (list) {
            boolean absent = !list.list.contains("1");
            System.out.println(absent);
            try {
                Thread.sleep(5000);
            } catch (InterruptedException e) {
                e.printStackTrace();
            }
            if (absent)
                list.list.add("1");
            System.out.println("MyRunnable2:" + new Gson().toJson(list));
        }
    }
}

我把putIfAbsent()方法直接写到了MyRunnable2里面,当判断到当前的listHelper对象不包含字符串"1"的时候,休眠5s,再做插入动作。

MyRunnable1:

public class MyRunnable1 implements Runnable {

    ListHelper listHelper;

    public MyRunnable1(ListHelper listHelper) {
        this.listHelper = listHelper;
    }

    @Override
    public void run() {
        listHelper.list.add("1");
        System.out.println("MyRunnable1:" + new Gson().toJson(list));
    }
}

MyRunnable1则是直接调用listHelper对象的list属性中,list的add()方法——listHelper.list.add("1");


Main方法:

public class TestMain {
    public static void main(String[] args) {
        ListHelper listHelper = new ListHelper<String>();
        
        MyRunnable1 r1 = new MyRunnable1(listHelper);
        MyRunnable2 r2 = new MyRunnable2(listHelper);

        new Thread(r2).start();
        new Thread(r1).start();

        System.out.println("程序结束...");
    }
}

线程不安全,list添加了两个相同的字符串"1"。

但这也引出了一个问题:

synchronized锁住对象了,List<E>属于listHelper对象里面的属性,既然锁了对象,那么为什么不会锁对象里面的属性呢?换句话说,对象锁不会锁对象里面的属性,那么锁对象的时候锁住了什么呢?

往BadListHelper类里面加了一个测试的方法,加了synchronized锁,MyRunnable1改为执行这个test1方法:

public synchronized void test1() {
        System.out.println("run test1");
    }

结果是:MyRunnable1得等MyRunnable2执行完成之后才会执行,否则会一直阻塞。


诶,这么看对象锁会锁住当前对象中同样加了synchronized的,我把list变为synchronized,那么不就线程安全了吗?

public synchronized List<E> list = Collections.synchronizedList(new ArrayList<E>());

额...这行代码是错误的,变量不能被synchronized修饰。。。


那就这样,把List<E>变量设置为private私有,不提供getter和setter方法,并且禁止反射,这样不就线程安全了吗?后面想想,不太合理,项目里面或多或少都要用到反射,不能禁用。。。算了吧,还是好好百度对象锁吧。。。


百度百科:对象锁用于程序片段或者method上,此时将获得对象的锁,所有想要进入该对象的synchronized的方法或者代码段的线程都必须获取对象的锁,如果没有,则必须等其他线程释放该锁。


结论:

对象锁锁住的是,同样由synchronized修饰的方法或代码段。当然,这里排除了类锁。

<think>我们正在讨论Java中synchronized关键字的对象。根据引用[1]和引用[2]: - synchronized定的对象可以是实例对象或类对象(Class对象)。 - 当修饰实例方法时,定的是当前实例对象(this)。 - 当修饰静态方法时,定的是当前类的Class对象。 - 当修饰代码块时,可以指定定的对象(任意对象)。 因此,synchronized定的对象取决于使用方式: 1. 实例方法:定调用该方法的实例对象(this)。 2. 静态方法:定该类的Class对象(如MyClass.class)。 3. 代码块:定括号内指定的对象。 注意:每个对象都有一个与之关联的监视器(monitor),当线程进入synchronized代码块时,会尝试获取该对象的监视器,如果获取成功则执行代码,否则阻塞。 另外,引用[3]提到,在JVM中,对象的监视器由ObjectMonitor对象实现,它记录了的状态、持有的线程、等待队列等信息。 下面用代码示例说明: 示例1:实例方法 ```java public class Example { public synchronized void instanceMethod() { // 定的是当前实例对象,即this } } ``` 示例2:静态方法 ```java public class Example { public static synchronized void staticMethod() { // 定的是Example.class(Class对象) } } ``` 示例3:代码块 ```java public class Example { private final Object lock = new Object(); public void method() { synchronized (lock) { // 定的是lock对象 } } } ``` 重要规则: - 多个线程访问同一个对象synchronized方法/代码块会互斥。 - 不同对象synchronized方法/代码块不会互斥(因为对象不同)。 - 类和实例是不同的,因此不会互斥。 例如: 线程1:调用obj1的实例同步方法(定obj1) 线程2:调用obj2的实例同步方法(定obj2) -> 不会互斥,因为对象不同 线程3:调用类的静态同步方法(定类对象) -> 与上面两个都不互斥,因为对象不同 但是,如果多个线程同时访问同一个对象(或同一个类)的synchronized方法/代码块,则会发生互斥(阻塞等待)。 引用[1]提到:synchronized住的是一个对象或者类(类本身也是对象,即Class对象),而不是方法或者代码段。因此,的粒度是对象级别。 总结:synchronized定的对象取决于使用方式,具体为: - 实例方法:当前实例对象(this) - 静态方法:当前类的Class对象 - 代码块:显式指定的对象 这样,通过定不同的对象,可以实现不同粒度的同步控制。 相关问题: 1. 如何避免synchronized导致的死? 2. synchronized升级过程是怎样的? 3. 为什么说synchronized是非公平?</think>### Java中synchronized关键字的对象详解 #### 一、对象的本质 synchronized定的**不是方法或代码段**,而是**对象或类**(本质也是对象)。根据使用方式不同,对象分为两类: 1. **实例对象锁**:具体对象实例 2. **类对象锁**:定类的Class对象(如`MyClass.class`) #### 二、不同使用场景的对象 | 使用方式 | 对象 | 示例代码 | |------------------------------|--------------------------|--------------------------------------------------------------------------| | **修饰实例方法** | 当前实例对象 (`this`) | `public synchronized void method() {...}` [^1] | | **修饰静态方法** | 类的Class对象 | `public static synchronized void staticMethod() {...}` | | **代码块指定实例对象** | 显式指定的对象实例 | `synchronized(obj) {...}` | | **代码块指定Class对象** | 类的Class对象 | `synchronized(MyClass.class) {...}` | #### 三、互斥规则 1. **相同对象锁互斥**: ```java // 线程1和线程2访问同一个对象的同步方法会互斥 MyObject obj = new MyObject(); new Thread(obj::syncMethod).start(); // 线程1 new Thread(obj::syncMethod).start(); // 线程2 ❌ 阻塞 ``` 2. **不同对象锁不互斥**: ```java // 线程1和线程2访问不同对象的同步方法不互斥 MyObject obj1 = new MyObject(); MyObject obj2 = new MyObject(); new Thread(obj1::syncMethod).start(); // 线程1 new Thread(obj2::syncMethod).start(); // 线程2 ✅ 并行执行 ``` 3. **类与实例不互斥**: ```java class MyClass { public synchronized void instanceMethod() {...} // 实例 public static synchronized void staticMethod() {...} // 类 } // 可同时执行(对象不同) new Thread(() -> new MyClass().instanceMethod()).start(); new Thread(MyClass::staticMethod).start(); // ✅ 并行执行 ``` #### 四、底层实现原理 在JVM中,每个对象关联一个**监视器(Monitor)**,由`ObjectMonitor`实现(C++): ```cpp ObjectMonitor() { _count = 0; // 获取次数 _owner = NULL; // 持有的线程 _EntryList = NULL; // 阻塞线程队列 _WaitSet = NULL; // 调用wait()的线程队列 } ``` 当线程执行`synchronized`代码时: 1. 通过`monitorenter`指令尝试获取对象的监视器 2. 若`_owner`为null,则获得并设置`_owner`为当前线程 3. 若已被占用,则进入`_EntryList`阻塞等待[^3] #### 五、关键特性 1. **可重入性**:同一线程可重复获取同一把 ```java public synchronized void methodA() { methodB(); // ✅ 可重入 } public synchronized void methodB() {...} ``` 2. **粒度控制**: - 细粒度定独立对象减少竞争 ```java private final Object lock1 = new Object(); private final Object lock2 = new Object(); void method() { synchronized(lock1) { /* 操作资源1 */ } synchronized(lock2) { /* 操作资源2 */ } } ``` 3. **释放保证**: - 正常执行:通过`monitorexit`释放 - 异常退出:JVM确保释放(通过异常处理表) #### 六、使用建议 1. **避免字符串常量**:字符串常量池可能引发意外竞争 ```java // 危险操作(不同模块可能意外共享synchronized("GLOBAL_LOCK") {...} ``` 2. **优先选择私有对象**: ```java private final Object myLock = new Object(); // ✅ 安全 ``` 3. **类使用场景**: - 静态数据保护 - 类级别操作(如加载资源) > **关键原则**:的互斥范围取决于**对象的唯一性**,而非代码位置[^2]。 ---
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