java synchronized类锁 java锁synchronized与lock

synchronized锁和lock锁

首先对于Java多线程加锁机制，有两种：

• Synchronized

• 显式Lock

一、synchronized锁

1.1synchronized锁是什么？

synchronized是Java的一个关键字，它能够将代码块(****方法)锁起来

• 它使用起来是非常简单的，只要在代码块(方法)添加关键字synchronized，即可以实现同步的功能~

public synchronized void test() {
     // doSomething
   }

synchronized是一种互斥锁

• 一次只能允许一个线程进入被锁住的代码块

synchronized是一种**内置锁****/**监视器锁

• Java中每个对象都有一个内置锁****(****监视器,****也可以理解成锁标记)，而synchronized就是使用**对象的内置锁****(****监视器)**来将代码块(方法)锁定的！ (锁的是对象，但我们同步的是方法/代码块)

1.2synchronized用处是什么？

• synchronized保证了线程的原子性。(被保护的代码块是一次被执行的，没有任何线程会同时访问)

• synchronized还保证了可见性。(当执行完synchronized之后，修改后的变量对其他的线程是可见的)

Java中的synchronized，通过使用内置锁，来实现对变量的同步操作，进而实现了对变量操作的原子性和其他线程对变量的可见性，从而确保了并发情况下的线程安全。

1.3synchronized的原理

我们首先来看一段synchronized修饰方法和代码块的代码：

public class Main {
   //修饰方法
   public synchronized void test1(){

   }

   public void test2(){
    // 修饰代码块
     synchronized (this){

     }
   }
 }

同步代码块：

• monitorenter和monitorexit指令实现的

同步方法（在这看不出来需要看JVM底层实现）

• 方法修饰符上的ACC_SYNCHRONIZED实现。

synchronized底层是是通过monitor对象，对象有自己的对象头，存储了很多信息，其中一个信息标示是被哪个线程持有。

1.4synchronized如何使用

synchronized一般我们用来修饰三种东西：

• 修饰普通方法

• 修饰代码块

• 修饰静态方法

1.4.1修饰普通方法：

用的锁是Java3y对象(内置锁)

public class Java3y {
 
 
   // 修饰普通方法，此时用的锁是Java3y对象(内置锁)
   public synchronized void test() {
     // 关注公众号Java3y
     // doSomething
   }
 
 }

1.4.2修饰代码块：

用的锁是Java3y对象(内置锁)—>this

public class Java3y {
   
   public void test() {
     
     // 修饰代码块，此时用的锁是Java3y对象(内置锁)--->this
     synchronized (this){      
       // doSomething
     }
   }
 }

当然了，我们使用synchronized修饰代码块时未必使用this，还可以使用其他的对象(随便一个对象都有一个内置锁)

所以，我们可以这样干：

public class Java3y {


   // 使用object作为锁(任何对象都有对应的锁标记，object也不例外)
   private Object object = new Object();


   public void test() {

     // 修饰代码块，此时用的锁是自己创建的锁Object
     synchronized (object){
       // doSomething
     }
   }

 }

上面那种方式(随便使用一个对象作为锁)在书上称之为–>客户端锁，这是不建议使用的。

1.4.3修饰静态方法

获取到的是类锁(类的字节码文件对象)：Java3y.class

public class Java3y {
 
   // 修饰静态方法代码块，静态方法属于类方法，它属于这个类，获取到的锁是属于类的锁(类的字节码文件对象)-->Java3y.class
   public static synchronized void test() {
 
     // 关注公众号Java3y
     // doSomething
   }
 }

1.4.4类锁与对象锁

synchronized修饰静态方法获取的是类锁(类的字节码文件对象)，synchronized修饰普通方法或代码块获取的是对象锁。

• 它俩是不冲突的，也就是说：获取了类锁的线程和获取了对象锁的线程是不冲突的！

public class SynchoronizedDemo {

   //synchronized修饰非静态方法
   public synchronized void function() throws InterruptedException {
     for (int i = 0; i <3; i++) {
       Thread.sleep(1000);
       System.out.println("function running...");
     }
   }
   //synchronized修饰静态方法
   public static synchronized void staticFunction()
       throws InterruptedException {
     for (int i = 0; i < 3; i++) {
       Thread.sleep(1000);
       System.out.println("Static function running...");
     }
   }

   public static void main(String[] args) {
     final SynchoronizedDemo demo = new SynchoronizedDemo();

     // 创建线程执行静态方法
     Thread t1 = new Thread(() -> {
       try {
         staticFunction();
       } catch (InterruptedException e) {
         e.printStackTrace();
       }
     });

     // 创建线程执行实例方法
     Thread t2 = new Thread(() -> {
       try {
         demo.function();
       } catch (InterruptedException e) {
         e.printStackTrace();
       }
     });
     // 启动
     t1.start();
     t2.start();
   }
 }

1.5重入锁

我们来看下面的代码：

public class Widget {
 
   // 锁住了
   public synchronized void doSomething() {
    ...
   }
 }
 
 public class LoggingWidget extends Widget {
 
   // 锁住了
   public synchronized void doSomething() {
    System.out.println(toString() + ": calling doSomething");
    super.doSomething();
   }
 }

1. 当线程A进入到LoggingWidget的doSomething()方法时，此时拿到了LoggingWidget实例对象的锁。
2. 随后在方法上又调用了父类Widget的doSomething()方法，它又是被synchronized修饰。
3. 那现在我们LoggingWidget实例对象的锁还没有释放，进入父类Widget的doSomething()方法还需要一把锁吗？

不需要的！

因为锁的持有者是“线程”，而不是“调用”。线程A已经是有了LoggingWidget实例对象的锁了，当再需要的时候可以继续*“****开锁”**进去的！

这就是内置锁的可重入性。记住，持有锁的是线程。

1.6释放锁的时机

1. 当方法(代码块)执行完毕后会自动释放锁，不需要做任何的操作。
2. 当一个线程执行的代码出现异常时，其所持有的锁会自动释放。

不会由于异常导致出现死锁现象~

二、Lock显式锁

2.1Lock显式锁简单介绍

Lock显式锁是JDK1.5之后才有的，它的特点有：

• Lock方式来获取锁支持中断、超时不获取、是非阻塞的

• 提高了语义化，哪里加锁，哪里解锁都得写出来

• Lock显式锁可以给我们带来很好的灵活性，但同时我们必须手动释放锁

• 支持Condition条件对象

• 允许多个读线程同时访问共享资源

2.2synchronized锁和Lock锁使用哪个

前面说了，Lock显式锁给我们的程序带来了很多的灵活性，很多特性都是Synchronized锁没有的。那Synchronized锁有没有存在的必要？？

必须是有的！！Lock锁在刚出来的时候很多性能方面都比Synchronized锁要好，但是从JDK1.6开始Synchronized锁就做了各种的优化(毕竟亲儿子，牛逼)

• 优化操作：适应自旋锁，锁消除，锁粗化，轻量级锁，偏向锁。

所以，到现在Lock锁和Synchronized锁的性能其实差别不是很大！而Synchronized锁用起来又特别简单。Lock锁还得顾忌到它的特性，要手动释放锁才行**(如果忘了释放，这就是一个隐患)**

所以说，我们绝大部分时候还是会使用Synchronized锁，用到了Lock锁提及的特性，带来的灵活性才会考虑使用Lock显式锁~

2.3公平锁

公平锁理解起来非常简单：

• 线程将按照它们发出请求的顺序来获取锁

非公平锁就是：

• 线程发出请求的时可以插队获取锁

Lock和synchronize都是默认使用非公平锁的。如果不是必要的情况下，不要使用公平锁

• 公平锁会来带一些性能的消耗的

三、Java锁简单总结

本文讲了synchronized内置锁和简单描述了一下Lock显式锁，总得来说：

• synchronized好用，简单，性能不差

没有使用到Lock显式锁的特性就不要使用Lock锁了。

四、最后的话