本章内容给大家谈谈关于遇上synchronized的底层实现原理是什么等问题,我们该怎么处理呢。下面这篇文章将为你提供一个解决思路,希望能帮你解决到相关问题。
什么是Synchronized
Synchronized是Java中一个用来解决多线程并发问题的关键字,它可以保证代码块或者方法在同一时刻只能被一个线程执行,从而避免线程资源竞争问题,确保线程安全。在Java中Synchronized的使用非常广泛,尤其是在多线程并发编程中。
Synchronized底层实现原理
在Java中,Synchronized是JVM提供的一种锁机制。当一个线程执行同步代码块或同步方法时,JVM会自动获取锁,并且在执行完同步代码块或同步方法后自动释放锁。Synchronized的底层实现主要有以下几个方面:
锁对象
在Java中,Synchronized是基于锁实现的,每个对象都对应于一个可称为"监视器锁"的标记。当多个线程访问同步代码块或同步方法时,只有持有相同对象锁的线程才能够执行同步代码块或同步方法。为了保证锁的唯一性和互斥性,可以采用以下方式创建锁对象:
public class Lock {
public static final Object obj = new Object();
}
在同步代码块或同步方法内部,使用任何非常量对象引用都可以作为锁对象。但是,为了保证锁对象的唯一性,建议使用静态的对象作为锁对象。
锁的获取与释放
Synchronized关键字的底层实现,主要采用了“管程”(Monitor)的概念来实现锁。每个Java对象都可以用作一个实现同步的锁,在执行同步代码前需要获取锁,在退出同步代码时必须释放锁。锁的获取和释放以及线程的同步,都是由JVM内部实现的,无法在代码中直接调用。
当线程获取到锁对象后,如果锁对象的状态为“未锁定”,则将锁对象的状态改为“已锁定”,并设置锁对象的owner为当前线程,然后执行同步代码块或同步方法;当同步代码块或同步方法执行完毕后,会自动释放锁对象,将锁对象的状态改为“未锁定”。
锁状态
在Java中,锁有四种状态,分别为无锁状态、偏向锁状态、轻量级锁状态和重量级锁状态。Synchronized的底层实现主要通过锁升级的方式来实现这几种锁状态的切换。
- 无锁状态:无锁状态指当前没有任何线程占用锁对象,即处于可用状态。线程可以直接申请锁并占用。
- 偏向锁状态:偏向锁是为了解决无竞争情况下,降低锁操作的开销。偏向锁默认是关闭的,可以通过JVM参数开启,偏向锁启用后,当一个线程获取到锁,并执行完同步代码后,锁对象的状态就会变成偏向锁状态,等待着下次该线程再次获取锁。这种情况下,不需要CAS操作,只需要把对象头指向当前线程。
- 轻量级锁状态:轻量级锁是为了解决有竞争但小于自旋锁的情况。当一个线程尝试获取锁时,JVM会使用CAS操作尝试获取锁,如果获取锁成功,则将锁对象的状态设置为轻量级锁状态,然后执行同步代码块或同步方法;如果获取失败,则会进入自旋状态,不断尝试获取锁。
- 重量级锁状态:重量级锁是为了解决自旋锁的缺点。当多个线程竞争同一个锁对象时,没有获得锁的线程会进入阻塞状态。当其他线程释放锁并唤醒当前线程时,线程才会重新争夺锁。
总结
以上就是为你整理的synchronized的底层实现原理是什么全部内容,希望文章能够帮你解决相关问题,更多请关注本站相关栏目的其它相关文章!