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Java synchronized关键字和锁分类

news 来源：原创 2025/5/19 15:30:34

专栏系列文章地址：https://blog.csdn.net/qq_26437925/article/details/145290162

本文目标：

关于synchronized已经有很多博主很细致的讲解了，本文主要是通过代码例子再次理解下，并要求能头脑反射出相关知识点
主要是锁分类的知识点掌握，方便平时工作中知晓用什么锁，细节则需要专门深入

synchronized

提及synchronized需要想到如下的几个知识点

锁住什么

是对象，参考阅读ObjectMonitor相关知识：https://blog.csdn.net/qq_26437925/article/details/145400968

补充Java对象头之markword

markword共8个字节，64bit，包括：锁信息，gc信息，identity hashcode

在这里插入图片描述

保证线程安全

即原子性、可见性、有序性

synchronized 提供了一种锁对机制，能确保共享变量的互斥访问，从而防止数据不一致问题的出现
synchronized 包括了monitorenter和monitorexit两个JVM指令(jvm层面则是C/C++调用了操作系统提供的同步机制,其是要依赖于硬件cpu的。CPU级别则是使用lock指令来实现的)：它能确保在任何时候，任何线程执行到monitor enter成功之前都必须从主内存中获取数据，而不是从缓存中，在monitor exit运行成功之后，共享变量被更新后的值必须刷入主内存内
synchronized 严格准守Java happends-before规则，一个monitor exit指令之前必定要有一个monitor enter

反编译查看(字节码层级的实现)

public class SynchronizedDemo {public void method (){synchronized (this) {System.out.println("method 1 start!!!!");}}
}

javac -encoding utf-8 SynchronizedDemo.java
javap -c SynchronizedDemo

Compiled from "SynchronizedDemo.java"
public class SynchronizedDemo {public SynchronizedDemo();Code:0: aload_01: invokespecial #1                  // Method java/lang/Object."<init>":()V4: returnpublic void method();Code:0: aload_01: dup2: astore_13: monitorenter4: getstatic     #2                  // Field java/lang/System.out:Ljava/io/PrintStream;7: ldc           #3                  // String method 1 start!!!!9: invokevirtual #4                  // Method java/io/PrintStream.println:(Ljava/lang/String;)V12: aload_113: monitorexit14: goto          2217: astore_218: aload_119: monitorexit20: aload_221: athrow22: returnException table:from    to  target type4    14    17   any17    20    17   any
}

参考：https://docs.oracle.com/javase/specs/jvms/se8/html/jvms-3.html#jvms-3.14

锁升级

                【偏向锁】(匿名对象)/      \
对象new出来(无锁)         \\        \（只要有线程竞争，就会偏向-->轻量）\       \\      \\     \【轻量级锁】\\\【重量级锁】

偏向锁默认启动，会延迟启动(普通对象，有了偏向锁就是个匿名偏向)

轻量级锁,自旋锁,无锁：指向线程栈中Lock Record的指针(CAS操作)

重量级锁：操作系统层面，有竞争队列，等待队列(wait_set)，不需要消耗CPU，后续操作系统调度

偏向锁什么时候升级为轻量级锁？

答：只要有线程竞争

轻量级锁什么时候升级为重量级锁？

答：JDK1.6之前：自旋次数10次；或者多个线程等待(超过CPU核心数的1/2) 就会发生升级；目前是JVM自适应自旋的升级

轻量级锁:消耗CPU（用户态，不经过操作系统）
重量级锁:不消耗CPU，有一个等待队列（阻塞）; 涉及到用户态/内核态切换

相关题目

参考博主：橡皮人的一篇博文
https://blog.csdn.net/weixin_45433817/article/details/132216383

下面进行测试和一一说明，原文讲解的正确，但测试代码不友好

两个都是同步方法，先打印邮件还是短信？-------------先邮件再短信，共用一个对象锁。

例子代码：

import java.util.concurrent.TimeUnit;class Phone1 {public synchronized void sendEmail() {System.out.println("------sendEmail");}public synchronized void sendSMS() {System.out.println("------sendSMS");}
}public class Main {public static void main(String[] args) throws Exception {case1();}public static void case1() {Phone1 phone = new Phone1();new Thread(() -> {phone.sendEmail();}, "a").start();try {TimeUnit.MILLISECONDS.sleep(200);} catch (InterruptedException e) {e.printStackTrace();}new Thread(() -> {phone.sendSMS();}, "b").start();}}

这种情况是锁住对象实例，先执行的先获取到锁

sendEmail()休眠3秒，先打印邮件还是短信？----------先邮件再短信，共用一个对象锁。

class Phone2 {public synchronized void sendEmail() {try {TimeUnit.SECONDS.sleep(3);} catch (InterruptedException e) {e.printStackTrace();}System.out.println("------sendEmail");}public synchronized void sendSMS() {System.out.println("------sendSMS");}
}

public static void case2() {Phone2 phone = new Phone2();new Thread(() -> {phone.sendEmail();}, "a").start();try {TimeUnit.MILLISECONDS.sleep(200);} catch (InterruptedException e) {e.printStackTrace();}new Thread(() -> {phone.sendSMS();}, "b").start();
}

仍然是对象锁，先获取到锁的先执行。虽然有sleep，但是sleep不会让出锁。所以会看先先停顿一会打印sendEmail, 然后是sendSms

添加一个普通的hello方法，先打印普通方法还是邮件？------先hello，再邮件。

这种自不必说，一个有锁一个无锁，无竞争关系，谁先执行到打印谁

两部手机，一个发短信，一个发邮件，先打印邮件还是短信？----先短信后邮件资源没有争抢，不是同一个对象锁。

不同对象实例，各种的对象锁，所以a,b线程没有竞争关系, 虽然sendEmail先执行的但是有sleep后打印的
两个静态同步方法，一部手机，先打印邮件还是短信？-----先邮件再短信，共用一个类锁。

class Phone3 {public synchronized static void sendEmail() {try {TimeUnit.SECONDS.sleep(3);} catch (InterruptedException e) {}System.out.println("------sendEmail");}public synchronized static void sendSMS() {System.out.println("------sendSMS");}
}

在这里插入图片描述

static方法用的是class对象锁，所以是有竞争关系的，先先获取到锁谁先执行，sleep不影响锁逻辑

两个静态同步，两部手机，一个发短信，一个发邮件，先打印邮件还是短信？-----先邮件后短信，共用一个类锁。

同5的解释

邮件静态同步，短信普通同步，先打印邮件还是短信？—先短信再邮件，一个类锁一个对象锁。

在这里插入图片描述

邮件静态同步，短信普通同步，两部手机，先打印邮件还是短信？------先短信后邮件，一个类锁一个对象锁。

class Phone5 {public synchronized static void sendEmail() {try {TimeUnit.SECONDS.sleep(3);} catch (InterruptedException e) {}System.out.println("------sendEmail");}public synchronized void sendSMS() {System.out.println("------sendSMS");}
}

在这里插入图片描述

静态方法用class对象的对象锁，普通方法用对象实例的对象锁
二者没有竞争关系，谁先执行到打印方法就谁先打印

附加测试代码，请每个case过一下

import java.util.concurrent.TimeUnit;class Phone1 {public synchronized void sendEmail() {System.out.println("------sendEmail");}public synchronized void sendSMS() {System.out.println("------sendSMS");}public void hello() {System.out.println("------hello");}}class Phone2 {public synchronized void sendEmail() {try {TimeUnit.SECONDS.sleep(3);} catch (InterruptedException e) {}System.out.println("------sendEmail");}public synchronized void sendSMS() {System.out.println("------sendSMS");}
}class Phone3 {public synchronized static void sendEmail() {try {TimeUnit.SECONDS.sleep(3);} catch (InterruptedException e) {}System.out.println("------sendEmail");}public synchronized static void sendSMS() {System.out.println("------sendSMS");}
}class Phone4 {public synchronized static void sendEmail() {System.out.println("------sendEmail");}public synchronized void sendSMS() {System.out.println("------sendSMS");}
}class Phone5 {public synchronized static void sendEmail() {try {TimeUnit.SECONDS.sleep(3);} catch (InterruptedException e) {}System.out.println("------sendEmail");}public synchronized void sendSMS() {System.out.println("------sendSMS");}
}public class Main {public static void main(String[] args) throws Exception {case6();}public static void case6() {Phone5 phone = new Phone5();new Thread(() -> { phone.sendEmail(); }, "a").start();try {TimeUnit.MILLISECONDS.sleep(200);} catch (InterruptedException e) {e.printStackTrace();}new Thread(() -> { phone.sendSMS(); }, "b").start();}public static void case5() {Phone4 phone = new Phone4();new Thread(() -> { phone.sendEmail(); }, "a").start();try {TimeUnit.MILLISECONDS.sleep(200);} catch (InterruptedException e) {e.printStackTrace();}new Thread(() -> { phone.sendSMS(); }, "b").start();}public static void case4() {Phone3 phone = new Phone3();new Thread(() -> { phone.sendEmail(); }, "a").start();try {TimeUnit.MILLISECONDS.sleep(200);} catch (InterruptedException e) {e.printStackTrace();}new Thread(() -> { phone.sendSMS(); }, "b").start();}public static void case3() {Phone2 phone21 = new Phone2();Phone2 phone22 = new Phone2();new Thread(() -> { phone21.sendEmail(); }, "a").start();try {TimeUnit.MILLISECONDS.sleep(200);} catch (InterruptedException e) {e.printStackTrace();}new Thread(() -> { phone22.sendSMS(); }, "b").start();}public static void case2() {Phone2 phone = new Phone2();new Thread(() -> {phone.sendEmail();}, "a").start();try {TimeUnit.MILLISECONDS.sleep(200);} catch (InterruptedException e) {e.printStackTrace();}new Thread(() -> {phone.sendSMS();}, "b").start();}public static void case1() {Phone1 phone = new Phone1();new Thread(() -> {phone.sendEmail();}, "a").start();try {TimeUnit.MILLISECONDS.sleep(200);} catch (InterruptedException e) {e.printStackTrace();}new Thread(() -> {phone.sendSMS();}, "b").start();}}

锁分类

以下是可以看到的一些锁的概念：

可重入锁、不可重入锁
乐观锁、悲观锁
公平锁、非公平锁
共享锁、互斥锁(或拍它锁)
无锁、偏向锁、轻量级锁、重量级锁
自旋锁，自适应自旋锁
读写锁；写锁、悲观读锁和乐观读锁
分段锁（Striped Locking）

可参考腾讯云文章：https://cloud.tencent.com/developer/news/1847413

Java synchronized关键字和锁分类

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编程日记 2025/5/15 3:10:30

Signature

打开得到加密脚本： import ecdsa import randomdef ecdsa_test(dA,k):sk ecdsa.SigningKey.from_secret_exponent(secexpdA,curveecdsa.SECP256k1)sig1 sk.sign(databHi., kk).hex()sig2 sk.sign(databhello., kk).hex()r1 int(sig1[:64], 16)s1 int(sig1[64:…...

编程日记 2025/5/14 6:59:02

UE求职Demo开发日志#18 数据表获取物品信息，添加背包模块

1 把获取物品信息改为读取数据表先创建结构，暂时有这几个属性： USTRUCT(BlueprintType) struct ARPG_CPLUS_API FMyItemData:public FTableRowBase {GENERATED_USTRUCT_BODY()UPROPERTY(EditAnywhere, BlueprintReadWrite)int ItemId;//物品Id&#x…...

编程日记 2025/5/19 3:02:20

neo4j-community-5.26.0 create new database

1.edit neo4j.conf 把 # The name of the default database initial.dbms.default_databasehonglouneo4j # 写上自己的数据库名称和 # Name of the service #5.0 server.windows_service_nameneo4j #4.0 dbms.default_databaseneo4j #dbms.default_databaseneo4jwind serve…...

编程日记 2025/5/18 23:52:31

项目中用的网关Gateway及SpringCloud

在现代微服务架构中，网关（Gateway）起到了至关重要的作用。它不仅负责路由请求，还提供了统一的认证、授权、负载均衡、限流等功能。Spring Cloud Gateway 是 Spring Cloud 生态系统中的一个重要组件，专门为微服务架构提…...

编程日记 2025/5/14 12:37:03

目录

synchronized

锁住什么

保证线程安全

锁升级

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附加测试代码，请每个case过一下

锁分类

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