java 锁

1、synchronized的三种应用方式

synchronized关键字最主要有以下3种应用方式,下面分别介绍

修饰实例方法,作用于当前实例加锁,进入同步代码前要获得当前实例的锁

修饰静态方法,作用于当前类对象加锁,进入同步代码前要获得当前类对象的锁

修饰代码块,指定加锁对象,对给定对象加锁,进入同步代码库前要获得给定对象的锁。
 

2、synchronized 和 lock 有什么区别

1)synchronized属于JVM层面,属于java的关键字

Lock是具体类(java.util.concurrent.locks.Lock)是api层面的锁

2)使用方法:

synchronized:不需要用户去手动释放锁

ReentrantLock:则需要用户去手动释放锁,若没有主动释放锁,就有可能出现死锁的现象,需要lock() 和 unlock() 配置try catch语句来完成

3)等待是否中断

synchronized:不可中断,除非抛出异常或者正常运行完成

ReentrantLock:可中断,可以设置超时方法

设置超时方法,trylock(long timeout, TimeUnit unit)

lockInterrupible() 放代码块中,调用interrupt() 方法可以中断

4)加锁是否公平

synchronized:非公平锁

ReentrantLock:默认非公平锁,构造函数可以传递boolean值,true为公平锁,false为非公平锁

5)锁绑定多个条件Condition

synchronized:没有,要么随机,要么全部唤醒

ReentrantLock:用来实现分组唤醒需要唤醒的线程,可以精确唤醒,而不是像synchronized那样,要么随机,要么全部唤醒

3、synchronized原理

https://blog.youkuaiyun.com/javazejian/article/details/72828483

https://blog.youkuaiyun.com/weixin_36759405/article/details/83034386

(1)同步代码块

在同步块的入口和出口分别有monitorentermonitorexit指令。当执行monitorenter指令时,线程试图获取锁也就是获取monitor(monitor对象存在于每个Java对象的对象头中,synchronized锁便是通过这种方式获取锁的,也是为什么Java中任意对象可以作为锁的原因)的持有权。当计数器为0则可以成功获取,获取后将锁计数器设为1也就是加1。相应的在执行monitorexit指令后,将锁计数器设为0,表明锁被释放。如果获取对象锁失败,那当前线程就要阻塞等待,直到锁被另外一个线程释放为止。

(2)同步方法

在synchronized修饰方法时是添加ACC_SYNCHRONIZED标识,该标识指明了该方法是一个同步方法,JVM通过该ACC_SYNCHRONIZED访问标志来辨别一个方法是否声明为同步方法,从而执行相应的同步调用。

4、synchronized优化

 

5、Mark Word

 https://www.jianshu.com/p/993628f0f4bd

6、对象布局

https://www.cnblogs.com/jajian/p/13681781.html​​​​​​​​​​​​​​

 

### Java 机制详解 Java 中的机制是实现多线程同步和保障线程安全的重要技术基础,广泛应用于并发编程中。的主要作用在于控制多个线程对共享资源的访问,防止数据竞争和不一致状态的出现。Java 提供了多种机制,开发者可以根据不同场景选择合适的类型来实现并发控制[^1]。 #### synchronized 关键字 `synchronized` 是 Java 中最基础的同步机制,可用于方法或代码块,确保同一时间只有一个线程可以执行特定代码。其使用方式包括: - **同步方法**:通过在方法声明中添加 `synchronized` 修饰符,使得调用该方法的线程必须获取对象。 - **同步代码块**:通过 `synchronized(object)` 指定对象,控制对特定代码块的访问。 ```java public class SynchronizedExample { private int count = 0; public synchronized void increment() { count++; } public void decrement() { synchronized (this) { count--; } } } ``` 该机制是隐式的可重入,即同一个线程在持有的情况下可以再次进入同步代码块或方法,而不会导致死,这一特性提升了并发程序的稳定性[^3]。 #### Lock 接口及其实现类 Java 并发包 `java.util.concurrent.locks` 提供了 `Lock` 接口,它比 `synchronized` 提供了更灵活的机制,允许尝试获取、超时、响应中断等操作。其中最常用的实现类是 `ReentrantLock`,它同样支持可重入特性,并提供了比 `synchronized` 更强的控制能力。 ```java import java.util.concurrent.locks.Lock; import java.util.concurrent.locks.ReentrantLock; public class ReentrantLockExample { private final Lock lock = new ReentrantLock(); private int count = 0; public void increment() { lock.lock(); try { count++; } finally { lock.unlock(); } } } ``` 与 `synchronized` 不同的是,`ReentrantLock` 需要显式调用 `lock()` 和 `unlock()` 方法,并建议在 `finally` 块中释放以确保的释放[^4]。 #### 读写(ReadWriteLock) `ReadWriteLock` 是一种特殊的机制,适用于读多写少的场景。它允许一个资源可以被多个读线程同时访问,但写线程独占资源。Java 提供了 `ReentrantReadWriteLock` 实现,支持读写分离,提高了并发性能。 ```java import java.util.concurrent.locks.ReadWriteLock; import java.util.concurrent.locks.ReentrantReadWriteLock; public class ReadWriteLockExample { private final ReadWriteLock rwLock = new ReentrantReadWriteLock(); private int data = 0; public void readData() { rwLock.readLock().lock(); try { System.out.println("Reading data: " + data); } finally { rwLock.readLock().unlock(); } } public void writeData(int value) { rwLock.writeLock().lock(); try { data = value; System.out.println("Data updated to: " + data); } finally { rwLock.writeLock().unlock(); } } } ``` 该机制在高并发读取场景下,如缓存系统,可以显著提升性能[^2]。 #### StampedLock `StampedLock` 是 Java 8 引入的一种更高效的读写实现,它支持乐观读(Optimistic Reading),在读操作不频繁发生冲突时,可以避免阻塞,从而提升性能。相较于 `ReentrantReadWriteLock`,`StampedLock` 更加复杂,但也更适用于高并发读场景。 ```java import java.util.concurrent.locks.StampedLock; public class StampedLockExample { private final StampedLock stampedLock = new StampedLock(); private double x, y; public void move(double deltaX, double deltaY) { long stamp = stampedLock.writeLock(); try { x += deltaX; y += deltaY; } finally { stampedLock.unlockWrite(stamp); } } public double distanceFromOrigin() { long stamp = stampedLock.tryOptimisticRead(); double currentX = x; double currentY = y; if (!stampedLock.validate(stamp)) { stamp = stampedLock.readLock(); try { currentX = x; currentY = y; } finally { stampedLock.unlockRead(stamp); } } return Math.sqrt(currentX * currentX + currentY * currentY); } } ``` 该机制在读取操作频繁但写入较少的场景下表现优异,适合用于高性能并发系统[^4]。 #### 乐观与悲观 Java 中的机制还可根据的行为分为乐观和悲观。乐观假设冲突较少,仅在提交更新时检查冲突,适用于读多写少的场景;而悲观则假设冲突频繁,因此每次访问数据时都加锁。`StampedLock` 的乐观读是乐观的一个典型实现,而 `synchronized` 和 `ReentrantLock` 则属于悲观的范畴[^2]。 --- ###
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