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Java Synchronized是什么

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May 14, 2023 am 08:28 AM

javasynchronized

Synchronized是什么

各位Java读者，对于synchronized关键字并不陌生，在各种中间件源码或者JDK源码中都能看到，对于不熟悉synchronized的读者只知道在多线程中需要使用到synchronized关键字，知道synchronized能够保证线程安全。

称之为：互斥锁（同时只能一个线程执行，其他的线程将会等待）
又称之为：悲观锁（同时只能一个线程执行，其他的线程将会等待）
JVM虚拟机帮你实现，开发者只需要使用synchronized关键字即可。
使用时需要用一个对象当锁的互斥量
能够保证一段代码（临界区）的原子性+可见性。

从字节码层面解析Synchronized关键字

从案例入手，最合适不过。

class Demo1{
    // 互斥对象
    static Object object = new Object();
    // 竞争条件
    static int cout = 0;
    public static void main(String[] args) {
        // 互斥
        synchronized(object){
            // 以下是临界区
            cout++;
            System.out.println("synchronized");
        }
    }
}

仅仅从Java代码，我们并不能看出啥东西，而Java程序编译后是字节码文件，所以我们解析一遍字节码

Constant pool:
#1 = Methodref #7.#26 // java/lang/Object."7e51f00a783d7eb8f68358439dee7daf":()V
#2 = Fieldref #8.#27 // Demo1.object:Ljava/lang/Object;
#3 = Fieldref #8.#28 // Demo1.cout:I
#4 = Fieldref #29.#30 // java/lang/System.out:Ljava/io/PrintStream;
#5 = String #31 // synchronized
#6 = Methodref #32.#33 // java/io/PrintStream.println:(Ljava/lang/String;)V
#7 = Class #34 // java/lang/Object
#8 = Class #35 // Demo1
#9 = Utf8 object
#10 = Utf8 Ljava/lang/Object;
#11 = Utf8 cout
#12 = Utf8 I
#13 = Utf8 7e51f00a783d7eb8f68358439dee7daf
#14 = Utf8 ()V
#15 = Utf8 Code
#16 = Utf8 LineNumberTable
#17 = Utf8 main
#18 = Utf8 ([Ljava/lang/String;)V
#19 = Utf8 StackMapTable
#20 = Class #36 // "[Ljava/lang/String;"
#21 = Class #34 // java/lang/Object
#22 = Class #37 // java/lang/Throwable
#23 = Utf8 583d030be372af71281df966e84181a5
#24 = Utf8 SourceFile
#25 = Utf8 Demo1.java
#26 = NameAndType #13:#14 // "7e51f00a783d7eb8f68358439dee7daf":()V
#27 = NameAndType #9:#10 // object:Ljava/lang/Object;
#28 = NameAndType #11:#12 // cout:I
#29 = Class #38 // java/lang/System
#30 = NameAndType #39:#40 // out:Ljava/io/PrintStream;
#31 = Utf8 synchronized
#32 = Class #41 // java/io/PrintStream
#33 = NameAndType #42:#43 // println:(Ljava/lang/String;)V
#34 = Utf8 java/lang/Object
#35 = Utf8 Demo1
#36 = Utf8 [Ljava/lang/String;
#37 = Utf8 java/lang/Throwable
#38 = Utf8 java/lang/System
#39 = Utf8 out
#40 = Utf8 Ljava/io/PrintStream;
#41 = Utf8 java/io/PrintStream
#42 = Utf8 println
#43 = Utf8 (Ljava/lang/String;)V
0: getstatic #2 // 从2号常量池中拿到静态变量，压入到操作数栈中
3: dup // 把操作数栈栈顶的对象赋值一份
4: astore_1 // 将操作数栈的数据保存到1号局部变量表中，给释放锁使用
5: monitorenter // 互斥锁开启，也是synchronized的字节码层面实现
6: getstatic #3 // 从2号常量池中拿到静态变量，压入到操作数栈中
9: iconst_1 // 将常量1压入到操作数栈中
10: iadd // 消耗两个操作数栈的数据，相加，然后压入栈顶
11: putstatic #3 // 将操作数栈栈顶的变量赋值给3号常量池
14: getstatic #4 // 将4号常量池的对象压入操作数栈
17: ldc #5 // 解析5号常量池的符号，拿到字符串常量"synchronized"
19: invokevirtual #6 // 执行println函数，消耗2个操作数栈
22: aload_1 // 将1号局部变量表的数据压入操作数栈
23: monitorexit // 互斥锁的结束，也是synchronized的字节码层面实现
24: goto 32 // 跳转到32行。
27: astore_2 // 可能存在异常，但是要需要释放锁，所以把异常对象放入2号局部变量表
28: aload_1 // 把1号局部变量表数据压入操作数栈的栈顶，供monitorexit指令使用
29: monitorexit // 可能存在异常，但是要需要释放锁，不然死锁了。
30: aload_2 // 把异常对象从2号局部变量表中压入操作数栈的栈顶
31: athrow // 存在异常抛出
32: return // 函数返回

以上是字节码全解，其实很简单，最终Synchronized关键字解析成字节为monitorenter和monitorexit字节码指令，然后每次执行这2个字节码指令前，把互斥对象压入操作数栈供给monitorenter和monitorexit字节码指令使用。

所以下一篇就是去Hotspot源码中解析monitorenter和monitorexit字节码指令的详细流程。

Synchronized与ReentrantLock的区别

这是一道很常见的面试题，面试被问到的频率非常高

相似点：

都是互斥锁的实现

不同点：

Synchronized基于JVM内部实现，ReentrantLock基于Java层面实现（但是ReentrantLock核心代码还是调用C++代码）。
Synchronized在1.6以后经过优化，存在几个不同级别的锁，根据线程竞争的力度提升锁的力度（俗称锁升级），更多的适合场景，而ReentrantLock在锁力度选择上略显死板。
ReentrantLock虽然在锁力度选择上略显死板，但是可以选择公平和非公平，而Synchronized只能是非公平锁
ReentrantLock的条件等待队列，可创建多个，高定制化。而Synchronized底层只有一个队列。
ReentrantLock需要用户手动开启锁，手动释放锁。而Synchronized关键字底层通过字节码自动实现

以上是Java Synchronized是什么的详细内容。更多信息请关注PHP中文网其他相关文章！

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