[Java] synchronized关键字使用

可重入锁的概念

什么是可重入?维基百科的定义为

若一个程序或子程序可以“在任意时刻被中断,然后操作系统调度执行另外一段代码,这段代码又调用了该子程序不会出错”,则称其为可重入(reentrant或re-entrant)的。即当该子程序正在运行时,执行线程可以再次进入并执行它,仍然获得符合设计时预期的结果。与多线程并发执行的线程安全不同,可重入强调对单个线程执行时重新进入同一个子程序仍然是安全的。

那么可重入锁的概念也就是,当一个线程A进入到某一个加锁代码CodeA时,加锁代码中的资源Source会被当前线程A锁定,如果代码中再一次出现了对Source的锁定,比如

synchronized (Source) {
     /**
      * 一段执行代码CodeA
      **/
    synchronized (Source) {
        /**
         * 一段执行代码CodeB
         **/

此时如果锁是可重入锁,那么线程就会继续执行CodeB而不用出现申请已经被自己锁住的资源,出现死锁现象。是的,Java的synchronized是可重入锁。
在Java中,使用synchronized不会出现同一线程重复申请统一资源出现死锁的现象,也就是如果当前线程拿到了该资源的锁,那么它就可以任意调用该资源。

可重入锁的实现原理

可重入锁的实现机制是,线程与锁绑定。也就是锁中资源的持有者是线程,在执行过程中,除非线程释放资源,否则该资源一直为该线程所有,其绑定只需要一个synchronized关键字。

每一个锁关联一个线程持有者和计数器,当计数器为 0 时表示该锁没有被任何线程持有,那么任何线程都可能获得该锁而调用相应的方法;当某一线程请求成功后,JVM会记下锁的持有线程,并且将计数器置为 1;此时其它线程请求该锁,则必须等待;而该持有锁的线程如果再次请求这个锁,就可以再次拿到这个锁,同时计数器会递增;当线程退出同步代码块时,计数器会递减,如果计数器为 0,则释放该锁。

synchronized关键字的使用

synchronized是Java提供的用来同步代码的关键字,它可以加在方法签名前,也可以加在代码块中,不同的使用方式分别表示三种类型:方法锁,对象锁,类锁

方法锁

将关键字加在方法签名上,在执行该方法时,将该实例加锁。

public synchronized int getI1()throws Exception{
       //Code block
    }

当线程A执行到该方法时,调用的是实例Ins的方法getl1,所以在调用方法的同时,实例Ins会被加锁,被线程A所有,其他线程无法访问。

对象锁

将关键字加在代码块中,锁住指定的对象

public int getI3(Object o)throws Exception{
        synchronized (Source){
           //Code block
        }
    }

此时在进入代码块时,资源Source就被当前线程拥有,其余资源无法访问

类锁

在静态方法前加锁,锁住的是当前的Class对象

public synchronized static int getI2()throws Exception{
      //Code block
    }

每个类只有一个这样的静态方法,这意味着当前线程调用该静态方法时,所有其他的线程都无法调用该方法,与对象锁相区别,一个类可以有多个对象,多个对象之间的同一个方法调用是互不干扰的,而类锁保证此时在运行线程中,只有一个线程在执行静态方法。

以上就是synchronized关键字使用的简单介绍

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