[java]Synchronized关键字总结

1.修饰方法

更加准确的说法应该是修饰实例方法，而不包括静态方法。关键字synchronized取得的锁都是对象锁，而不是把一段代码或方法当作锁。原因在于，要调用一个实例方法必须要new一个对应的实例对象，通过此实例对象才能访问实例方法。要实现同步，那么不同线程的锁必须是访问的同一个对象。

如果多个线程访问多个对象，则JVM会创建多个锁。

牢记：只有共享资源的读写访问才需要同步化，如果不是共享资源那么根本就没有必要同步。

例子. Run class

public class Run {

	public static void main(String[] args) {
		//证明synchronized锁定的是对象
		MyObject object = new MyObject();
		ThreadA a = new ThreadA(object);
		a.setName("A");
		ThreadB b = new ThreadB(object);
		b.setName("B");

		a.start();
		b.start();
	}

}

public class MyObject {

	synchronized public void methodA() {
	//如果不加synchronized则两个线程可同时进入methodA方法。若加入synchronized，则声明的方法一定是排队运行的
	//public void methodA() {
		try {
			System.out.println("begin methodA threadName="
					+ Thread.currentThread().getName());
			Thread.sleep(5000);
			System.out.println("end");
		} catch (InterruptedException e) {
			e.printStackTrace();
		}
	}

}

Thread A

public class ThreadA extends Thread {

	private MyObject object;

	public ThreadA(MyObject object) {
		super();
		this.object = object;
	}

	@Override
	public void run() {
		super.run();
		object.methodA();
	}

}

Thread B

package com.dr.mutiplethreads.chapter2.synchronizedMethodLockObject;

public class ThreadB extends Thread {

	private MyObject object;

	public ThreadB(MyObject object) {
		super();
		this.object = object;
	}

	@Override
	public void run() {
		super.run();
		object.methodA();
	}
}

这个例子当中，共享资源是MyObject的实例object,而object中的方法methodA()是用synchronized修饰的，因此当一个线程执行这个方法时需要先取得对象锁，这里就是要取得objec对象。

2.synchronized代码块

例子：

synchronized(this){
}

当一个线程访问object的一个synchronized同步代码块时，另一个线程仍然可以访问该object对象中的非synchronized(this)代码块。一半是异步，一半是同步，不在synchronized块中就是异步执行，在synchronized块中就是同步执行。

但是，synchronized持有的锁仍然是调用它的对象。

synchronized(this)代码块锁定的是当前对象。在多个线程持有对象监视器为同一个对象的前提下，同一时间只有一个线程可以执行synchronized(非this对象x)同步代码块中的代码.

但是我们可以把任何对象当作对象监视器，格式 synchronized(非this对象)，作用只有一种:synchronized(非this对象)同步代码块

3.锁的是谁

一言以蔽之：谁调用的这个方法，就锁定的谁。哪个对象调用的这个synchronized方法，就锁定的这个对象。

4.静态同步synchronized方法与synchronized(class)代码块

//todo

5.synchronized底层实现原理

synchronized不同的用法在底层的实现上并不完全一样，这一点需要特别注意。

同步代码块是使用monitorenter和monitorexit指令实现的.monitorenter指令插入到同步代码块的开始位置，monitorexit指令插入到同步代码块的结束位置，JVM需要保证每一个monitorenter都有一个monitorexit与之相对应。任何对象都有一个monitor与之相关联，当且一个monitor被持有之后，他将处于锁定状态。线程执行到monitorenter指令时，将会尝试获取对象所对应的monitor所有权，即尝试获取对象的锁. 下面是一个同步代码块的伪代码

sycnchronized(this){

}

其中monitor的本质是依赖于底层操作系统的Mutex Lock实现,Mutex是操作系统定义信号量的关键字，是操作系统实现同步所使用的技术，操作系统实现线程之间的切换需要从用户态到内核态的切换，切换成本非常高。

同步代码块便宜之后的字节码大致如下

3: monitorenter  //进入同步方法
//..........省略其他  
15: monitorexit   //退出同步方法
16: goto          24
//省略其他.......
21: monitorexit //退出同步方法

为了保证在方法异常完成时 monitorenter 和 monitorexit 指令依然可以正确配对执行，编译器会自动产生一个异常处理器，这个异常处理器声明可处理所有的异常，它的目的就是用来执行 monitorexit 指令。从字节码中也可以看出多了一个monitorexit指令，它就是异常结束时被执行的释放monitor 的指令。

同步方法则是通过对象头实现的访问标志位为基础实现的。synchronized方法会被翻译成普通的方法调用和返回指令如:invokevirtual、areturn指令，在VM字节码层面并没有任何特别的指令来实现被synchronized修饰的方法，而是在Class文件的方法表中将该方法的access_flags字段中的synchronized标志位置1，表示该方法是同步方法并使用调用该方法的对象或该方法所属的Class在JVM的内部对象表示Klass做为锁对象。下面是一个同步方法的伪代码
```
public synchronized void methodA(){

}
```
注意在JVM中，对象在内存中的布局分为三块区域：对象头、实例数据和对齐填充。详细请看：https://blog.csdn.net/javazejian/article/details/72828483. 其字节码大致如下
```
 public synchronized void syncTask();
    descriptor: ()V
    //方法标识ACC_PUBLIC代表public修饰，ACC_SYNCHRONIZED指明该方法为同步方法
    flags: ACC_PUBLIC, ACC_SYNCHRONIZED
    Code:
      stack=3, locals=1, args_size=1
```
从字节码中可以看出，synchronized修饰的方法并没有monitorenter指令和monitorexit指令，取得代之的确实是ACC_SYNCHRONIZED标识，该标识指明了该方法是一个同步方法，JVM通过该ACC_SYNCHRONIZED访问标志来辨别一个方法是否声明为同步方法，从而执行相应的同步调用。这便是synchronized锁在同步代码块和同步方法上实现的基本原理
synchronized静态方法以及synchronized(Class)实现原理

由于静态成员不专属于任何一个实例对象（这句话非常重要，真是因为静态成员本质上并不属于任何一个实例，因此对象锁对于它们是没有意义的，针对静态成员的并发事实上也就是多个线程之间访问同一个静态资源的并发问题），是类成员，因此通过class对象锁可以控制静态成员的并发操作。需要注意的是如果一个线程A调用一个实例对象的非static synchronized方法，而线程B需要调用这个实例对象所属类的静态 synchronized方法，是允许的，不会发生互斥现象，因为访问静态 synchronized 方法占用的锁是当前类的class对象，而访问非静态 synchronized 方法占用的锁是当前实例对象锁.

另外，从内存的角度来讲，静态成员所分配的内存空间也并不和任何一个对象的内存空间重叠，而是单独在一块内存里面分配。

synchronized是对类的当前实例进行加锁，防止其他线程同时访问该类的该实例的所有synchronized块，注意这里是“类的当前实例”，类的两个不同实例就没有这种约束了。那么static synchronized恰好就是要控制类的所有实例的访问了，static synchronized是限制线程同时访问jvm中该类的所有实例同时访问对应的代码快。实际上，在类中某方法或某代码块中有 synchronized，那么在生成一个该类实例后，该类也就有一个监视快，放置线程并发访问该实例synchronized保护快，而static synchronized则是所有该类的实例公用一个监视快了，也就是两个的区别了,也就是synchronized相当于this.synchronized，而staticsynchronized相当于Something.synchronized.

 pulbic class Something(){
         public synchronized void isSyncA(){}
         public synchronized voidisSyncB(){}
         public static synchronizedvoid cSyncA(){}
         public static synchronizedvoid cSyncB(){}
     }

那么，假如有Something类的两个实例a与b，那么下列组方法何以被1个以上线程同时访问呢
   a.   x.isSyncA()与x.isSyncB()
   b.   x.isSyncA()与y.isSyncA()
   c.   x.cSyncA()与y.cSyncB()
   d.   x.isSyncA()与Something.cSyncA()
    这里，很清楚的可以判断：
   a，都是对同一个实例的synchronized域访问，因此不能被同时访问
   b，是针对不同实例的，因此可以同时被访问
   c，因为是staticsynchronized，所以不同实例之间仍然会被限制,相当于Something.isSyncA()与   Something.isSyncB()了，因此不能被同时访问。

那么，第d呢?，书上的答案是可以被同时访问的，答案理由是synchronzied的是实例方法与synchronzied的类方法由于锁定（lock）不同的原因。

结论：

A: synchronized static是某个类的范围，synchronized static cSync{}防止多个线程同时访问这个类中的synchronized static 方法。它可以对类的所有对象实例起作用。

B: synchronized 是某实例的范围，synchronized isSync(){}防止多个线程同时访问这个实例中的synchronized 方法。

[java]Synchronized关键字总结

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