java EE初阶 — synchronized 关键字 - 监视器锁 monitor lock

桃扇骨 2023-10-02 23:32 7阅读 0赞

#### 文章目录 ####

*   *  1.synchronized 的特性
     *   *  1.1 互斥
         *  1.2 可重入
     *  2.synchronized 使用示例
     *  3.Java 标准库中的线程安全类

### 1.synchronized 的特性 ###

#### 1.1 互斥 ####

**synchronized** 会起到互斥效果, 某个线程执行到某个对象的 **synchronized** 中时, 其他线程如果也执行到同一个对象 synchronized 就会**阻塞等待**。

*  **进入** synchronized 修饰的代码块，相当于 **加锁**。
 *  **退出** synchronized 修饰的代码块，相当于 **解锁**。

可以粗略理解成，每个对象在内存中存储的时候，都存有一块内存表示当前的 “锁定” 状态(类似于厕  
所的 “有人/无人”).。  
如果当前是 “无人” 状态，那么就可以使用，使用时需要设为 “有人” 状态。  
如果当前是 “有人” 状态， 那么其他人无法使用，只能排队。

![79cdb26896b64801934ec213bd15da76.png_pic_center][]

**阻塞等待：**

针对每一把锁，操作系统内部都维护了一个等待队列。当这个锁被某个线程占有的时候，其他线程尝试进行加锁， 就加不上了，就会阻塞等待， 一直等到之前的线程解锁之后，由操作系统唤醒一个新的线程, 再来获取到这个锁。

#### 1.2 可重入 ####

一个线程针对同一个对象，如果不会发生问题就叫**可重入的**，否则就叫**不可重入的**。

class Counter {
        
        public int count = 0;
    
        synchronized public void add() {
        
            synchronized(this) {
        
                count++;
            }
        }
    }

锁对象是 this ，只要有线程调用 add 方法，进入 add 方法的时候，  
在可以加锁成功的前提下，就会先加锁。紧接着又遇到了代码块，此时会再次尝试加锁。

站在 锁对象的视角（this），他认为自己已经被其他的线程给占用了，  
那么这里的第二次加锁是不需要阻塞等待的。

如果允许上述操作，这个锁就是可重入的；不允许就是不可重入的。  
如果是不可重入的，就会发生 死锁。  
  
![8c2433c96dd242b78ede70b8be8ca91f.png_pic_center][]

上面演示的就是一个**不可重入**引起的**死锁**现象。

下面演示的是**可重入**的情况。

![cebb91d5d79840c8a3ef4cbd31fa2c51.png_pic_center][]  
  
java 为了避免不小心出现闭锁现象，就把 **synchronized** 给设置成可重入的了。  
因此 java 中的 synchronized 是可重入锁。

### 2.synchronized 使用示例 ###

**修饰普通方法：**

public synchronized void add2() {
        
        count++;
    }

**修饰静态方法：**

public synchronized static void add2() {
        
        count++;
    }

重点理解 **synchronized** 锁的意思。

两个线程调试竞争一把锁才会发生阻塞等待，如果是两把锁就不会了。

![dfa0db668ea14db19ad5c5ec320c445a.png_pic_center][]

**修饰代码块：**

synchronized public void add() {
        
        synchronized(this) {
        
            count++;
        }
    }

### 3.Java 标准库中的线程安全类 ###

如果多个线程操作同一个集合类，就需要考虑到线程安全问题的事情。

*  **ArrayList**
 *  **LinkedList**
 *  **HashMap**
 *  **TreeMap**
 *  **HashSet**
 *  **TreeSet**
 *  **StringBuilder**

这些类在没有线程安全问题的时候，放心使用。  
在有安全问题的时候，可以手动加锁使用。

这些类有更多的选择空间。

*  **Vector**
 *  **HashTable**
 *  **ConcurrentHashMap**
 *  **StringBuffer**

这些类当中内置了 **synchronized** 加锁。相对于上面的类更安全。

因为是强行加锁的，不管是需不需要，它都会加锁，而且加锁是有**额外的时间开销**的。  
因此它的选择空间变小了，是不推荐使用的。

*  **String**

这个类虽然没有加锁，但是也是安全的，因为它不涉及修改。

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