每天一道面试题01：synchronized使用及其原理

synchronized关键字是用来控制线程同步的

synchronized的使用

public class testThead implements Runnable {
​
    int count = 0;
​
    @Override
    public void run() {
        synchronized (this) {
            System.out.println(count++);
        }
    }
}

testThead的调用

testThead thead = new testThead();
thead.run();
thead.run();

synchronized关键字的作用：

1. 原子性：保证线程互斥的访问同步代码

2. 可见性：保证共享变量的的修改随时可见。通过Java内存模型实现：“对一个变量unlock前，必须同步到内存中；对一个变量lock，会清空内存中此变量的值“。

3. 有序性：有效解决重排序问题。

synchronized关键字可以把任何一个非null的对象作为”锁“，在JVM中，锁也叫对象监听器（Object Monitor）

实现原理

Java对象在内存中的布局主要由：对象头、实例数据和填充对齐组成。而synchronized的锁就存放在对象头中。

synchronized只能实现重量级的锁，而在Java中，重量级的锁是由Monitor（监听器）对象实现的。

1. 当多个线程访问同步代码块时，首先会进入EntryList（重量级锁采用双向链表实现），会通过CAS（比较再交换算法）的方式，将Monitor中的owner字段设置为当前线程，同时count加1，如果发现之前的ower的值指向当前的线程，那么recursions也会加1。如果其他线程想要调用，导致CAS尝试获取失败，那么将会回到EntryList。

2. 获得锁的线程调用wait()方法，会将ower的值置为null，同时count减1，recursions减1，当前线程加入到WaitSet中，等待被唤醒。

3. 同步代码块执行完成时，释放锁，count减1，recursions减1，当recursions为0时，说明线程释放了锁

wait()、notify()方法需要再同步代码块中执行的原因：因为这些方法需要调用ObjectMonitor（对象监听器）对象的内部方法来完成。

总结：synchronized实现重量级的锁，采用Monitor实现，通过操作Monitor中的ower、recursions的值来实现线程调用的成功与失败。

 

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参考链接：https://zhuanlan.zhihu.com/p/377423211