java synchronized关键字底层实现原理

Java中的synchronized关键字底层实现原理是通过对象监视器（monitor）来实现的。每个对象都有一个与之关联的监视器，当一个线程要进入同步代码块时，它会尝试获取对象的监视器。如果这个监视器已经被其他线程占用，那么线程就会进入阻塞状态，直到获取到监视器为止。当一个线程获取到了监视器后，它就可以执行同步代码块中的代码，其他线程则需要等待。当线程执行完同步代码块后，会释放监视器，这样其他线程就有机会获取到监视器，继续执行同步代码块中的代码。 Java中的synchronized关键字可以修饰方法和代码块，它可以保证同一时间只有一个线程访问同步代码块或方法，从而避免多个线程同时修改共享资源导致的数据不一致性问题。在底层实现上，synchronized关键字的功能是由JVM来实现的。JVM会在编译阶段在同步代码块的前后插入monitorenter和monitorexit指令来获取和释放监视器。当一个线程执行monitorenter指令时，它会尝试获取对象的监视器；当执行monitorexit指令时，它会释放监视器，从而允许其他线程获取监视器。总的来说，Java中的synchronized关键字通过对象监视器实现多线程的同步，保证了同一时间只有一个线程能够访问同步代码块或方法，从而确保了共享资源的安全访问。

synchronized关键字底层原理

### Java 中 `synchronized` 关键字的底层实现原理 #### 同步代码块的结构当定义一个同步方法或同步代码块时，实际上是在告诉 JVM 需要对该段代码进行锁定处理。对于给定的例子： ```java private int i = 0; public void fun(){ synchronized(this){ i++; } } ``` 这段代码表示只有获得当前实例 (`this`) 的锁之后才能进入并执行 `{}` 大括号内的语句[^1]。 #### 底层编译后的指令变化在 JVM 层面，每当遇到 `synchronized` 修饰的方法调用或是显式的 `synchronized` 块时，会转换成特定的操作码来控制锁的行为。具体来说就是通过 `monitorenter` 和 `monitorexit` 操作符来进行加锁和解锁操作。每次进入由 `synchronized` 定义的临界区之前都会先执行一次 `monitorenter` 来尝试获取对象上的监视器（即锁），而一旦退出该区域则自动触发相应的 `monitorexit` 以释放持有的锁资源[^3]。 #### 锁的状态变迁与优化策略 JVM 对于锁有着多种不同的状态管理方式，包括但不限于无锁、偏向锁、轻量级锁以及重量级锁等形式。这些状态之间的转变取决于实际运行环境中的竞争程度等因素。例如，在没有任何其他线程试图访问相同对象的情况下，默认采用的是偏向锁模式；而在多线程并发争抢同一把锁的情形下，则可能升级至更重级别的锁形式如膨胀为重量级锁[^5]。 - **无锁**：最初始状态下，对象头中仅保存一些基本信息而不涉及任何锁机制。 - **偏向锁**：允许单一线程长时间持有某个对象的独占使用权，减少不必要的上下文切换开销。 - **轻量级锁**：适用于短时间内的低冲突场景，利用原子性的 CAS (Compare And Swap) 操作快速完成上锁过程。 - **重量级锁**：当上述几种简化版无法满足需求时才会启用的传统 Monitor 实现方案，通常伴随着较高的性能损耗。综上所述，`synchronized` 是一种基于 JVM 内部监控器机制构建而成的关键字，它能够有效地保障共享数据的一致性和可见性，尽管相比某些高级别的并发工具类而言可能会带来一定的性能损失，但在大多数情况下仍然是简单易用的选择之一。

Synchronized 关键字的底层原理

Synchronized关键字在Java中用于实现线程同步，其底层原理主要涉及 monitors（监视器）和互斥锁[^1]。当一个线程访问到synchronized修饰的方法或代码块时，它会尝试获取该对象的监视器。如果监视器当前未被其他线程持有，则线程获得监视器并继续执行；否则，线程会被阻塞，直到监视器释放。 `synchronized`与`lock`的主要区别在于： 1. 锁粒度：`synchronized`通常针对整个对象（Object实例），这意味着锁定的是对象，而不仅仅是代码块。`Lock`接口则提供了更细粒度的控制，允许对特定代码块进行锁定。 2. 易于管理：`Lock`提供了更多的灵活性，可以设置超时、公平/非公平策略以及可中断锁，而在Java的标准库中，这些特性不是`synchronized`的一部分。 3. 异常传播：在`try-finally`结构中，如果在`try`块中抛出了异常，`finally`块的资源清理不会因为异常而被跳过，这在`synchronized`中也适用。但在`Lock`上，异常可能不一定会导致锁立即释放。示例演示（简化版）: ```java // 使用synchronized public class SynchronizedExample { private Object lock = new Object(); public void method() synchronized { // 访问共享资源... } } // 使用Lock import java.util.concurrent.locks.Lock; import java.util.concurrent.locks.ReentrantLock; public class LockExample { private final Lock lock = new ReentrantLock(); public void method() { lock.lock(); try { // 访问共享资源... } finally { lock.unlock(); } } } ```

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java synchronized关键字底层实现原理

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Synchronized 关键字的底层原理

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