谈一谈synchronized关键词

1.使用

java中的每一个对象都可以作为synchronized的锁进行代码同步，常见的形式

• 同步代码块锁是synchronized括号内的对象
• 普通成员方法上，锁是当前的对象，synchronized(this)
• 静态方法上，锁是当前类的Class对象

2. 原理

synchronized是通过指定某个对象进行加锁，那么synchronized的锁信息肯定是和对象有关。Java的对象头里的Mark Word字段，默认是存储对象的HashCode。32位虚拟机中Mark Word的存储结构

锁状态	Mark Word中的存储内容	标志位
无锁状态	Hash code,偏向锁0	01
偏向锁	线程ID，偏向锁1	01
轻量级锁	指向栈中锁记录的指针	00
重量级锁	指向互斥量的指针	10

3.锁升级

偏向锁 ==> 轻量级锁 ==> 重量级锁

锁只能升级、不能退化

1.偏向锁

• 偏向锁加锁：Mark Word中记录了当前获取锁线程ID，这样同一个线程可以多次进入同一个共享代码块而无需加锁。如果是无锁状态，则尝试通过CAS将偏向锁中的线程id修改为当前线程。
• 偏向锁解锁：需要等到全局安全点（在这个时间点上没有正在执行的字节码）会首先暂停拥有偏向锁的线程，判断锁对象是否处于被活动状态，撤销偏向锁后恢复到未锁定或升级为轻量级锁。

2.轻量级锁

• 加锁：在栈帧中创建空间(Displaced Mark Word)存储Mark Word中内容，然后尝试使用Cas把Mark word中的指针指向栈帧。成功则获取锁，失败则通过自旋获取锁，自旋失败则升级为重量级锁
• 解锁：通过CAS把栈帧中的(Displaced Mark Word使用CAS替换回Mark Word，成功则说明在期间没有锁竞争，否则唤醒等待线程（已经升级为重量级锁）
  

3.锁的优缺点

锁	优点	缺点	适用场景
偏向锁	加锁和解锁不需要额外的消耗，和执行非同步方法比仅存在纳秒级的差距	如果线程间存在锁竞争，会带来额外的锁撤销的消耗	适用于只有一个线程访问同步块场景
轻量级锁	竞争的线程不会阻塞，提高了程序的响应速度	如果始终得不到锁竞争的线程使用自旋会消耗CPU	追求响应时间,锁占用时间很短
重量级锁	线程竞争不使用自旋，不会消耗CPU	线程阻塞，响应时间缓慢	追求吞吐量,锁占用时间较长

4. StringBuilder和StringBuffer

如果你看到别人在非并发环境下使用StringBuffer就说，你这里应该用StringBuilder啊，用StringBuffer明显影响性能。这句话前面半句是没问题的，但是说明显影响性能这个就有点显得不那么专业了。如果你看明白的了synchronized的锁升级就应该知道，在单线程环境下永远是偏向锁，不会升级。因此性能开销可以忽略不计。

 As of  release JDK 5, this class has been supplemented with an equivalent
 class designed for use by a single thread, link StringBuilder.  The
 StringBuilder class should generally be used in preference to
 this one, as it supports all of the same operations but it is faster, as
 t performs no synchronization.

5. synchronized + String

public class TTT {
    public static void main(String[] args) throws ParseException, InterruptedException {
        new MyThread("A").start();
        synchronized (new String("B")) {
            new MyThread("B").start();
        }
        new MyThread("A").start();
    }

    public static void synchronizeMethod(String str) throws InterruptedException {
        synchronized (str) {
            TimeUnit.SECONDS.sleep(2);
            System.out.println(str);
        }
    }

    static class MyThread extends Thread {
        String str;
        
        public MyThread(String str) {
            this.str = str;
        }
        @Override
        public void run() {
            try {
                synchronizeMethod(str);
            } catch (InterruptedException e) {
                e.printStackTrace();
            }
        }
    }
}

　你知道上面代码的执行情况吗。如果不明白那说明synchronized使用和String的内存分配情况还有欠缺。