synchronized锁了什么

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前言

synchronized翻译为中文的意思是同步的，它是Java中处理线程安全问题常用的关键字。也有人称其为同步锁。既然是锁，其必然有锁的东西，下面先会简单介绍一下synchronized，再通过一个示例代码展示synchronized锁了什么。（这里先提前透露答案synchronized锁的是代码）

介绍

定义

synchronized提供的同步机制确保了同一个时刻，被修饰的代码块或方法只会有一个线程执行。

用法

synchronized可以修饰方法和代码块：

1. 修饰普通方法
2. 修饰静态方法
3. 修饰代码块

根据修饰情况，分为对象锁和类锁：

1. 对象锁：
   • 普通方法（等价于代码块修饰this）
   • 代码块修饰的是是类的一个对象
2. 类锁
   • 类方法（等价于代码块修饰当前类Class对象）
   • 代码块修饰的是是类Class对象

原理

synchronized底层原理是使用了对象持有的监视器（monitor）。但是同步代码块和同步方法的原理存在一点差异：

• 同步代码块是使用monitorenter和monitorexit指令实现的
• 同步方法是由方法调用指令读取运行时常量池中方法的ACC_SYNCHRONIZED标识隐式实现，实际上还是调用了monitorenter和monitorexit指令

测试示例

计数器

一个特殊的计数器，自增方法increase()被synchronized修饰，而获取当前值方法getCurrent()则没有被synchronized修饰。

/**
 * 计数器
 * @author RJH
 * create at 2019-03-13
 */
public class Counter {
    /**
     * 全局对象，总数
     */
    private static int i = 0;

    /**
     * 自增
     * @return
     */
    public synchronized int increase() {
        try {
            //使用休眠让结果更明显
            Thread.sleep(5000);
        } catch (InterruptedException e) {
            e.printStackTrace();
        }
        return ++i;
    }

    /**
     * 获取当前值
     * @return
     */
    public int getCurrent() {
        return i;
    }
}

测试代码

使用自增线程和获取当前值的线程来验证synchronized锁的是代码，而不是全局变量

/**
 * synchronized锁了什么
 * @author RJH
 * create at 2019-03-02
 */
public class LockWhatTest {

    public static void main(String[] args) {
        Counter counter =new Counter();
        IncreaseThread increaseThread1=new IncreaseThread(counter);
        IncreaseThread increaseThread2=new IncreaseThread(counter);
        GetThread getThread=new GetThread(counter);
        increaseThread1.start();
        increaseThread2.start();
        //直到increaseThread的线程启动才执行下一步
        while (increaseThread1.getState().compareTo(Thread.State.NEW)==0 && increaseThread1.getState().compareTo(Thread.State.NEW)==0){

        }
        getThread.start();
    }

    /**
     * 自增线程
     */
    static class IncreaseThread extends Thread{

        private Counter counter;

        public IncreaseThread(Counter counter) {
            this.counter = counter;
        }

        @Override
        public void run() {
            System.out.println("After increase:" + counter.increase()+",trigger time:"+System.currentTimeMillis());
        }
    }

    /**
     * 获取当前值的线程
     */
    static class GetThread extends Thread{

        private Counter counter;

        public GetThread(Counter counter) {
            this.counter = counter;
        }

        @Override
        public void run() {
            System.out.println("Current:"+ counter.getCurrent()+",trigger time:"+System.currentTimeMillis());
        }
    }

}

执行结果

Current:0,trigger time:1552487003845
After increase:1,trigger time:1552487008846
After increase:2,trigger time:1552487013848

结果分析

从测试结果可以得知

1. 在两个自增线程启动后，获取当前值的线程才启动，但是获取当前值的线程是先被执行完成了。
2. 根据自增线程执行完成的时间戳间隔可以得知，两个自增线程是依次执行的。

从而可以证明

1. synchronized并不是锁定方法内访问的变量
2. synchronized锁定的是同一个监视器对象监视的代码