synchronized底層原理

zwy2021發表於2021-05-24
synchronized

synchronized底層原理

通過反編譯class檔案，可以看到synchronized最關鍵的部分是monitor物件。

又因為synchronized關鍵字使用的方法不同，可以將monitor物件使用分為以下兩種情況。

  • synchronized放在方法簽名上

    public synchronized void method(){
    
}

    這時候在反編譯檔案裡，該方法的ACC_SYNCHRONIZED訪問標誌位會被標記

  • synchronized作為物件鎖

    public void method(){
  synchronized(new Object()){
   
  }
}

這時候ACC_SYNCHRONIZED並不會被標記，但是會執行monitorenter和monitorexit命令，從而實現同步。

  • 可以看到雖然只有一個monitorenter但是有兩個monitorexit，這是因為有兩種情況可以讓當前執行緒放棄鎖，即
    • 當前synchronized程式碼塊執行完
    • 發生中斷

monitor物件

其實以上兩種方法都是相同的，ACC_SYNCHRONIZED標誌位是隱式呼叫了monitor物件而已。下面來說一下monitor物件以及它是如何實現運作的。

monitor的資料結構

關於儲存的monitor物件有以下三種可能，對應不同的synchronzied使用方式，

  • synchronzied修飾普通方法——>鎖的是this，也就是呼叫當前方法的例項物件

  • synchronized修飾程式碼塊——>鎖的是synchronized後面括號裡的方法

  • synchronized修飾static方法——>鎖的是類的.class物件

    關於面試的時候會問的各種情況下會不會同步執行，牢記一點

    鎖的物件相同才會同步執行

    鎖的物件相同才會同步執行

    鎖的物件相同才會同步執行

    也就是說，類鎖對普通方法鎖是不存在覆蓋的，下面兩個方法不會同步執行

    public synchronized void method1(){
        
    }
    public  static synchronized void method2(){
        
    }

monitor執行機制

如果一個執行緒執行到一個同步程式碼塊，如果執行緒進入數為0，則該執行緒可擁有此monitor物件的鎖，遇到monitorenter，進入數+1，遇到monitorexit，進入數-1。

如果目前執行緒進入數不為0，則當前執行緒不能獲得此monitor物件的鎖，需要等待。

synchronized的可重入性，不可中斷性是如何保障的呢？

monitor物件的執行緒進入數不是0和1，如果發生重入，進入數+1即可。

不可中斷性：一個執行緒獲取鎖後，其他執行緒必須阻塞或等待，不能搶佔，按照上面的執行機制，必須執行緒進入數=0其他執行緒才能獲得鎖，因而，不可中斷性實現。

另外，有的面試題會問非同步方法和同步方法同時呼叫會不會同步執行，答案是不會。

因為，非同步方法執行時不會去考慮執行緒進入數以及獲得鎖一系列流程，直接開始執行，怎麼可能同步執行呢

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