前言

synchronized 是 Java中重量级别的锁，学习多线程并发的同学肯定都不陌生，那么它是怎么确保多线程并发操作的原子性呢？

这篇文章带你深入了解其中的原理。

一、实现原理

保证同一时间只有一个线程操作共享变量，synchronized保证只有一个线程能拿到锁，能够进入同步代码块执行。

二、代码演示

需求：对一个共享变量num进行+1操作，开启5个线程同时操作，每个线程只能加1000，结果要求加到5000。

代码如下：

package com.study.syn;

import java.util.ArrayList;
import java.util.List;

/**
 * synchronized 原子性原理分析
 */
public class Automicity {
    
    

    /**
     * 全局静态变量（也是共享变量）
     */
    private static int num = 0;

    /**
     * 全局锁
     */
    private static Object obj = new Object();

    public static void main(String[] args) throws InterruptedException {
    
    

        // 对num进行1000次的++操作
        Runnable increment = () -> {
    
    
            for (int i = 0; i < 1000; i++) {
    
    
                synchronized (obj) {
    
    
                    num++;
                }
            }
        };

        // 开启多线程
        List<Thread> list = new ArrayList<>();

        // 开启5个线程
        for (int i = 0; i < 5; i++) {
    
    
            Thread t = new Thread(increment);
            t.start();
            list.add(t);
        }

        for(Thread t : list) {
    
    
            t.join();
        }

        System.out.println("num:" + num);
    }

}

我们可以先试试不在num++的部分加锁，如图所示部分：
让我们多执行几次来看看结果：
可以看到，我们执行了3次，只有一次结果是符合我们的预期的。
我们再把代码还原，看看加了synchronized锁之后会怎样：
让我们一起看看执行结果：
可以看到加锁后三次结果都符合我们的预期。

三、原理分析

想要了解其中的原理，我们需要查看class文件的汇编的结果
找到class文件，执行如下命令：

javap -p -v xxx.class

找到num++ 那段代码：
我们再把同步锁synchronized去掉，再执行一次汇编，看看有什么不同：
从以上可以对比出，加了synchronized之后多出了两个行代码，分别是：
- 代码块开始部分：monitorenter
- 代码块结束部分：monitorexit
关于monitor的实现大家可以看看hotspot的源码，是C++写的（OpenJDK8源码下载地址）
monitro中有当前拥有锁的线程信息：
也就是说只有这个_owner线程具有执行monitor代码块的权限，从而确保了共享变量同一时间只有一个线程在操作，从而保证了原子性。

总结

Java中synchronized通过控制同一时间可进入代码块的线程有且只能有一个，来保证其原子性。

Java中synchronized是如何保证原子性的

文章目录

前言

一、实现原理

二、代码演示

三、原理分析

总结

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