一文看透Java高并發(fā)：Synchronized鎖的性質、原理及其缺陷

前置知識

• 了解Java基本語法
• 了解多線程基本知識

知識介紹

• Synchronized簡介：作用、地位、不控制并發(fā)的后果
• 兩種用法：對象鎖和類鎖
• 多線程訪問同步方法的7種情況：是否是static、Synchronized方法等
• Synchronized的性質：可重入、不可中斷
• 原理：加解鎖原理、可重入原理、可見性原理
• Synchronized的缺陷：效率低、不夠靈活、無法預判是否成功獲取鎖

• 常見問題：

• 如何選擇Lock或Synchronized等
• 如何提高性能、JVM如何解決那個線程獲取鎖等

Synchronized簡介

作用

官方解釋

同步方法支持一種簡單的策略來防止線程干擾和內存一致性錯誤：如果一個對象對多個線程可見，則對該對象變量的所有讀取或寫入都是通過同步方法完成的。

通俗易懂的解釋

能夠保證在同一時刻最多只有一個線程執(zhí)行該段代碼，以達到保證并發(fā)安全的效果。

地位

• Synchronized是Java的關鍵字，被Java語言原生支持

代碼演示：不使用并發(fā)手段的后果演示

代碼實戰(zhàn)：兩個線程同時a++，最后結果會比預計的少

原因

count++，它看上去只是一個操作，實際上包含了三個動作：

1. 讀取count
2. 將count加1
3. 將count的值寫入到內存中

• 最基本的互斥同步手段
• 并發(fā)編程中的元老級角色，是并發(fā)編程的必學內容

Synchronized的兩個用法

對象鎖

包括方法鎖(默認鎖對象為this當前實例對象)和同步代碼塊鎖(自己指定鎖對象)

代碼塊形式：手動指定鎖對象

方法鎖形式：synchronized修飾普通方法，鎖對象默認為this

?類鎖

概念(重要)：Java類可能有很多個對象，但只有1個Class對象

本質：所以所謂的類鎖，不過是Class對象的鎖而已

用法和效果：類鎖只能在同一時刻被一個對象擁有

形式1：synchronized加載static方法上

形式2：synchronized(*.class)代碼塊

?消失的請求解決方案

不使用并發(fā)手段會有什么后果？如何解決？

?解決問題

　　兩個線程同時a++，最后結果會比預計的少

原因

?　　count++，它看上去知識一個操作，實際上包含了三個動作

1. 讀取count
2. 將count+1
3. 將count的值寫入到內存中

方法一

?方法二

?方法三

七種常見情況之123

多線程訪問同步方法的7種情況

1. 兩個線程同時訪問一個對象的同步方法
2. 兩個線程訪問的是兩個對象的同步方法
3. 兩個線程訪問的是synchronized的靜態(tài)方法
4. 同時訪問同步方法與非同步方法
5. 訪問同一個對象的不同的普通同步方法
6. 同時訪問靜態(tài)synchronized和非靜態(tài)synchronized方法
7. 方法拋異常后，會釋放鎖

情況一：

?情況二：

?情況三：

?情況四：

?情況五：

?情況六：

情況七：

?7種情況總結

?3點核心思想

1. 一把鎖只能同時被一個線程獲取，沒有拿到鎖的線程必須等待(對應第1、5種情況)
2. 每個實例都對應有自己的一把鎖，不同實例之間互不影響；例外：鎖對象鎖是*.class以及Synchronized修飾的是static方法的時候，所有對象共用同一把鎖(對應第2、3、4、6種情況)；
3. 無論是方法正常執(zhí)行完畢或者方法拋出異常，都會釋放鎖(對應第7種情況)

Synchronized缺陷

• 效率低：鎖的釋放情況少、試圖獲得鎖時不能設定超時、不能中斷一個正在試圖獲得鎖的線程
• 不夠靈活(讀寫鎖更靈活)：加鎖和釋放的時機單一，每個鎖僅有單一的條件(某個對象)，可能是不夠的
• 無法知道是否成功獲取到鎖

?常見面試問題

1、使用注意點：鎖對象不能為空、作用域不宜過大、避免死鎖

2、如何選擇Lock和Synchronized關鍵字？

3、多線程訪問同步方法的各種具體情況