目录
synchronized锁(具体详解)
synchronized锁具体的三种形式:
synchronized锁的实现原理是什么?
类锁和对象锁(面试重点)
锁的升级与对比(synchronized锁的膨胀 面试重点)
偏向锁
轻量锁
重量锁
三种类型锁的对比:
synchronized锁(具体详解)
注意:synchronized锁不能锁变量,但可以修饰锁住方法和代码块
当synchronized锁代码块的时候,括号里必须是是引用类型而不能是基本类型
如果锁代码块,锁住之后,其他线程就不能再对这个代码块加锁和调用(但可以对其进行访问),需要等这个代码块全部执行完之后才解锁释放(可保证写后读思想,保证线程的安全性)
(总结:不允许有两个先线程 对同一资源同时进行加锁)
如果锁方法,那么需要等这个方法全部执行完之后(方法出了线程栈)才解锁释放
synchronized锁具体的三种形式:
- 对于普通同步方法,锁是当前实例对象。(对象锁,详细见下面)
- 对于静态同步方法,锁是当前类的Class对象(方法区)。(类锁,详细见下面)
- 对于同步方法块,锁是Synchonized括号里配置的对象。(在里面写啥就锁啥)(锁住之后,其他线程就不能再对这个代码块加锁和调用(但可以对其进行访问),需要等这个代码块全部执行完之后才解锁释放(可保证写后读思想,保证线程的安全性))
synchronized锁存在于java对象头部
synchronized锁的实现原理是什么?
JVM 基于进入和退出 Monitor 对象来实现方法同步和代码块同步,但两者的实现细节不一 样 。代 码块同步是使用 monitorenter和monitorexit 指令实现的,而方法同步是使用另外一种方式实现的, 细节在JVM 规 范里并没有详细说明。但是,方法的同步同样可以使用这两个指令来实现 。
monitorenter指令是在 编译后插入到同步代码块的开始位置,而 monitorexit 是插入到方法结束处 和异常 处 , JVM 要保证每个 monitorenter 必须有对应的monitorexit 与之配对 。任何对象都有
一个 monitor 与之关 联 ,当且一个 monitor 被持有后,它将处于锁定状 态 。 线程执行到 monitorenter指令时 ,将会尝试获取对象所对应的 monitor 的所有权 ,即 尝试获得对象的锁 。
总结来讲就是两点
标记锁的开始和结束
在对象头中做标记
类锁和对象锁(面试重点)
类锁:静态方法加synchronized锁就是类锁,调用这个方法会锁住方法区,其他线程不能调用这个类的任何静态方法
对象锁:非静态方法加锁叫对象锁,调用方法锁住的是整个对象。此时其他线程不能调用这个对象的任何非静态方法。如果是通过这个类的另一个实例对象来调用相关方法 那就都可以调用
(因为静态方法只属于类,只有一份,且静态方法不在对象里面而在方法区;而非静态方法在每个对象里面都有一份)
注意:
对象锁,对静态方法没有影响(因为静态方法不存在于对象中)
不加锁的方法一定不会受到加锁方法的影响,加锁方法被调用时所住的区域对不加锁方法无任何影响
锁的升级与对比(synchronized锁的膨胀 面试重点)
锁升级的目的就是提高效率
一个线程对某资源(方法或者变量)加了锁,如果到了时间片没有执行完,则该线程重新进入就绪态时,但加锁资源依然持有锁。这样即使另一个线程开始执行,也无法访问加锁方法(此时CPU空转,浪费一个时间片)。
为了避免这种情况,多线程竞争加锁失败的线程会进入阻塞队列,不进入就绪队列。这样有效防止CPU运算核心性能浪费。这就是阻塞队列的作用
释放锁过程会通知一开始加锁竞争失败的线程从阻塞队列出来,进入就绪队列
当竞争很小的时候,没必要有那么多的加锁和解锁的过程,由此引出以下锁的升级过程:
首先了解一点:更新头部对象锁时(加锁的过程)要用到CAS,因为一次性更新(一个时间片)加锁可能更新不完,所以要加一个CAS变量,固定住 加锁加到一半的对象,防止其他线程中途加锁
偏向锁
一个线程调用资源加了偏向锁,执行完了也不释放加锁资源(之后原线程第二次调用该资源时不再需要加锁,节省加锁时间,速度变快)。当有其他线程尝试竞争偏向锁时,持有偏向锁的线程才会释放锁。
轻量锁
升级条件:在偏向锁的基础上,当有其他线程竞争加锁资源时,synchronized锁立刻升级为轻量级锁状态
轻量级锁:有了加锁和解锁的过程,假设两个的线程竞争一个资源,t1线程竞争加锁到这个资源(执行完释放),t2线程加锁失败,则t2线程进入就绪队列(t1一旦执行完,t2立刻出来对其加锁);
如果是多核CPU情况下,t2不进就绪队列而是用CAS一直尝试加锁(cpu 一直自旋,是对cpu资源的浪费),t1一旦执行完,t2立刻对其加锁。
适用情况:t1线程执行时间很短(不浪费过多cpu自旋时间),竞争也不激烈
轻量级锁的特点:一旦有线程释放锁,其他线程会以最快的速度对方法加锁
重量锁
轻量级锁升级成重量级锁:
线程变多,竞争加剧,更多的线程自旋(极大浪费CPU性能),每个线程执行的时间很长,此时升级为重量级锁。
重量级锁:其中的一个线程竞争成功啦,那么竞争失败的就全部进阻塞队列,CPU全力支持 竞争成功的线程执行,当执行完毕时,再通知其他线程出阻塞队列,重新竞争;
好处:在高并发,很多线程,线程时间过长的情况下,更好的利用cpu资源,少浪费。
三种类型锁的对比:
三种类型锁加锁的时候都有CAS
锁的升级过程不可逆
锁的升级是根据对当前线程状态的判断自动升级