synchronized,是Java中用于解决并发情况下数据同步访问的一个很重要的关键字。当我们想要保证一个共享资源在同一时间只会被一个线程访问到时,我们可以在代码中使用synchronized关键字对类或者对象加锁。那么,本文来介绍一下synchronized关键字的实现原理是什么。在阅读本文之间,建议先看下Java虚拟机是如何执行线程同步的 。

反编译

众所周知,在Java中,synchronized有两种使用形式,同步方法和同步代码块。代码如下:

/**
* @author Hollis 17/11/9.
*/
public class SynchronizedTest { public synchronized void doSth(){
System.out.println("Hello World");
} public void doSth1(){
synchronized (SynchronizedTest.class){
System.out.println("Hello World");
}
}
}

我们先来使用Javap来反编译以上代码,结果如下(部分无用信息过滤掉了):

  public synchronized void doSth();
descriptor: ()V
flags: ACC_PUBLIC, ACC_SYNCHRONIZED
Code:
stack=2, locals=1, args_size=1
0: getstatic #2 // Field java/lang/System.out:Ljava/io/PrintStream;
3: ldc #3 // String Hello World
5: invokevirtual #4 // Method java/io/PrintStream.println:(Ljava/lang/String;)V
8: return public void doSth1();
descriptor: ()V
flags: ACC_PUBLIC
Code:
stack=2, locals=3, args_size=1
0: ldc #5 // class com/hollis/SynchronizedTest
2: dup
3: astore_1
4: monitorenter
5: getstatic #2 // Field java/lang/System.out:Ljava/io/PrintStream;
8: ldc #3 // String Hello World
10: invokevirtual #4 // Method java/io/PrintStream.println:(Ljava/lang/String;)V
13: aload_1
14: monitorexit
15: goto 23
18: astore_2
19: aload_1
20: monitorexit
21: aload_2
22: athrow
23: return

反编译后,我们可以看到Java编译器为我们生成的字节码。在对于doSthdoSth1的处理上稍有不同。也就是说。JVM对于同步方法和同步代码块的处理方式不同。

对于同步方法,JVM采用ACC_SYNCHRONIZED标记符来实现同步。 对于同步代码块。JVM采用monitorentermonitorexit两个指令来实现同步。

关于这部分内容,在JVM规范中也可以找到相关的描述。

同步方法

The Java® Virtual Machine Specification中有关于方法级同步的介绍:

Method-level synchronization is performed implicitly, as part of method invocation and return. A synchronized method is distinguished in the run-time constant pool’s method_info structure by the ACC_SYNCHRONIZED flag, which is checked by the method invocation instructions. When invoking a method for which ACC_SYNCHRONIZED is set, the executing thread enters a monitor, invokes the method itself, and exits the monitor whether the method invocation completes normally or abruptly. During the time the executing thread owns the monitor, no other thread may enter it. If an exception is thrown during invocation of the synchronized method and the synchronized method does not handle the exception, the monitor for the method is automatically exited before the exception is rethrown out of the synchronized method.

主要说的是: 方法级的同步是隐式的。同步方法的常量池中会有一个ACC_SYNCHRONIZED标志。当某个线程要访问某个方法的时候,会检查是否有ACC_SYNCHRONIZED,如果有设置,则需要先获得监视器锁,然后开始执行方法,方法执行之后再释放监视器锁。这时如果其他线程来请求执行方法,会因为无法获得监视器锁而被阻断住。值得注意的是,如果在方法执行过程中,发生了异常,并且方法内部并没有处理该异常,那么在异常被抛到方法外面之前监视器锁会被自动释放。

同步代码块

同步代码块使用monitorentermonitorexit两个指令实现。 The Java® Virtual Machine Specification 中有关于这两个指令的介绍:

monitorenter

Each object is associated with a monitor. A monitor is locked if and only if it has an owner. The thread that executes monitorenter attempts to gain ownership of the monitor associated with objectref, as follows:

If the entry count of the monitor associated with objectref is zero, the thread enters the monitor and sets its entry count to one. The thread is then the owner of the monitor.

If the thread already owns the monitor associated with objectref, it reenters the monitor, incrementing its entry count.

If another thread already owns the monitor associated with objectref, the thread blocks until the monitor’s entry count is zero, then tries again to gain ownership.

monitorexit

The thread that executes monitorexit must be the owner of the monitor associated with the instance referenced by objectref.

The thread decrements the entry count of the monitor associated with objectref. If as a result the value of the entry count is zero, the thread exits the monitor and is no longer its owner. Other threads that are blocking to enter the monitor are allowed to attempt to do so.

大致内容如下: 可以把执行monitorenter指令理解为加锁,执行monitorexit理解为释放锁。 每个对象维护着一个记录着被锁次数的计数器。未被锁定的对象的该计数器为0,当一个线程获得锁(执行monitorenter)后,该计数器自增变为 1 ,当同一个线程再次获得该对象的锁的时候,计数器再次自增。当同一个线程释放锁(执行monitorexit指令)的时候,计数器再自减。当计数器为0的时候。锁将被释放,其他线程便可以获得锁。

总结

同步方法通过ACC_SYNCHRONIZED关键字隐式的对方法进行加锁。当线程要执行的方法被标注上ACC_SYNCHRONIZED时,需要先获得锁才能执行该方法。

同步代码块通过monitorentermonitorexit执行来进行加锁。当线程执行到monitorenter的时候要先获得所锁,才能执行后面的方法。当线程执行到monitorexit的时候则要释放锁。

每个对象自身维护这一个被加锁次数的计数器,当计数器数字为0时表示可以被任意线程获得锁。当计数器不为0时,只有获得锁的线程才能再次获得锁。即可重入锁。

至此,我们大致了解了Synchronized的原理。但是还有几个问题并没有介绍清楚,比如,Monitor到底是什么?对象的锁的状态保存在哪里? 别急,后面会再介绍。

from: https://www.hollischuang.com/archives/1883

深入理解多线程(一)——Synchronized的实现原理的更多相关文章

  1. 深入理解多线程(四)—— Moniter的实现原理

    在深入理解多线程(一)——Synchronized的实现原理中介绍过关于Synchronize的实现原理,无论是同步方法还是同步代码块,无论是ACC_SYNCHRONIZED还是monitorente ...

  2. 深入理解多线程(五)—— Java虚拟机的锁优化技术

    本文是<深入理解多线程>的第五篇文章,前面几篇文章中我们从synchronized的实现原理开始,一直介绍到了Monitor的实现原理. 前情提要 通过前面几篇文章,我们已经知道: 1.同 ...

  3. 【死磕Java并发】-----深入分析synchronized的实现原理

    记得刚刚開始学习Java的时候.一遇到多线程情况就是synchronized.相对于当时的我们来说synchronized是这么的奇妙而又强大,那个时候我们赋予它一个名字"同步". ...

  4. Java并发—–深入分析synchronized的实现原理

    记得刚刚开始学习Java的时候,一遇到多线程情况就是synchronized,相对于当时的我们来说synchronized是这么的神奇而又强大,那个时候我们赋予它一个名字“同步”,也成为了我们解决多线 ...

  5. Synchronized之二:synchronized的实现原理

    Java提供了synchronized关键字来支持内在锁.Synchronized关键字可以放在方法的前面.对象的前面.类的前面. 当线程调用同步方法时,它自动获得这个方法所在对象的内在锁,并且方法返 ...

  6. synchronized的实现原理及锁优化

    记得刚刚开始学习Java的时候,一遇到多线程情况就是synchronized.对于当时的我们来说,synchronized是如此的神奇且强大.我们赋予它一个名字“同步”,也成为我们解决多线程情况的良药 ...

  7. 天天用Synchronized,底层原理是个啥?

    作者:liuxiaopeng https://www.cnblogs.com/paddix/p/5367116.html Synchronized 的基本使用 Synchronized 的作用主要有三 ...

  8. synchronized的实现原理——对象头解密

    前言 并发编程式Java基础,同时也是Java最难的一部分,因为与底层操作系统和硬件息息相关,并且程序难以调试.本系列就从synchronized原理开始,逐步深入,领会并发编程之美. 正文 基础稍微 ...

  9. synchronized使用及原理解析

    修饰静态方法.实例方法.代码块 Synchronized修饰静态方法,对类对象进行加锁,是类锁. Synchronized修饰实例方法,对方法所属对象进行加锁,是对象锁. Synchronized修饰 ...

  10. Java并发编程:Synchronized及其实现原理

    Java并发编程系列: Java 并发编程:核心理论 Java并发编程:Synchronized及其实现原理 Java并发编程:Synchronized底层优化(轻量级锁.偏向锁) Java 并发编程 ...

随机推荐

  1. USACO 4.3 Street Race

    Street RaceIOI'95 Figure 1 gives an example of a course for a street race. You see some points, labe ...

  2. HBase的基础知识

    1.HBase(NoSQL:不是关系型数据库)的逻辑数据模型 HBase – Hadoop Database,是一个高可靠性.高性能.面向列.可伸缩的分布式存储系统,利用HBase技术可在廉价PC S ...

  3. UIView中常见的方法汇总

    addSubview: 添加一个子视图到接收者并让它在最上面显示出来. - (void)addSubview:(UIView *)view  总结:这个方法同样设置了接收者为下一个视图响应对象.接收者 ...

  4. Request常用方法(转)

    原文地址:http://www.lihuai.net/program/python/1617.html Python Requests库:HTTP for Humans 时间: 2014/12/30 ...

  5. mysql 存储过程详解

    MySQL 存储过程是从 MySQL 5.0 开始增加的新功能.存储过程的优点有一箩筐.不过最主要的还是执行效率和SQL 代码封装.特别是 SQL 代码封装功能,如果没有存储过程,在外部程序访问数据库 ...

  6. 牛客练习赛3 B - 贝伦卡斯泰露

    链接:https://www.nowcoder.net/acm/contest/13/B来源:牛客网 题目描述 贝伦卡斯泰露,某种程度上也可以称为古手梨花,能够创造几率近乎 为0的奇迹,通过无限轮回成 ...

  7. CSU - 2056 a simple game

    Description 这一天,小A和小B在玩一个游戏,他俩每人都有一个整数,然后两人轮流对他们的整数进行操作,每次在下列两个操作任选一个: (1)对整数进行翻转,如1234翻转成4321 ,1200 ...

  8. 美团外卖Android Crash治理之路

    Crash率是衡量一个App好坏的重要指标之一,如果你忽略了它的存在,它就会愈演愈烈,最后造成大量用户的流失,进而给公司带来无法估量的损失.本文讲述美团外卖Android客户端团队在将App的Cras ...

  9. 【堆优化Dijkstra】BZOJ4152- [AMPPZ2014]The Captain

    [题目大意] 给定平面上的n个点,定义(x1,y1)到(x2,y2)的费用为min(|x1-x2|,|y1-y2|),求从1号点走到n号点的最小费用. [思路] 按照某维坐标排序,相邻两个点在这一维度 ...

  10. 随笔idea-辗转落户cnblogs

    辗转了几个blog,也用了自己域名2年,感觉忙起来,可能没有那么多时间去维护自己的域: 其他地方的blog也不在一块,思虑许久后,来到cnblogs: