乐趣区

关于java:深入详细了解synchronized底层原理

jiezi

    欢送大家搜寻“小猴子的技术笔记”关注我的公众号，有问题能够及时和我交换。

    在多线程之间，共享变量的值是线程不平安的，因为线程在开始运行之后都会领有本人的工作空间，而从本人工作空间把批改的值刷新回主存的时候须要 CPU 的调度。因而，一个线程看到的变量可能并不是最新的。

    咱们假如有个 Share 类中寄存了一个共享的变量“count”。

public class Share {
    public int count = 10000;
    public void decrement() {count--;}
    public int getCount() {return count;}
}

    而后有两个线程能够对这个共享的变量进行操作，每个线程都调用了 5000 次“decrement（）”办法类进行共享变量的值批改：

public class ShareThread01 implements Runnable{
    private Share share;
    public AccountThread01(Share share) {this.share = share;}
    @Override
    public void run() {for (int i = 0; i < 5000; i++) {share.decrement();
        }
    }
}
public class ShareThread02 implements Runnable{
    private Share share;
    public AccountThread02(Share share) {this.share = share;}
    @Override
    public void run() {for (int i = 0; i < 5000; i++) {share.decrement();
        }
    }
}

    如果下面的代码依照预期的执行，那么最初的后果应该是 0。请执行上面的代码进行验证：

public class ShareTest {public static void main(String[] args) throws InterruptedException {while(true) {Share share = new Share();
           Thread t1 = new Thread(new ShareThread01(share));
           Thread t2 = new Thread(new ShareThread02(share));
           t1.start();
           t2.start();
           TimeUnit.SECONDS.sleep(2);
           System.out.println(share.getCount());
       }
    }
}

    运行下面的程序，你会发现每次输入的后果是不一样的。因为文章结尾曾经说过，这是因为 Java 在多个线程同时拜访同一个对象的成员变量的时候，每个线程都领有了这个对象变量的拷贝。因而在程序执行的过程中，一个线程所看到的变量并不一定是最新的。


    兴许你想到了应用之前学习的“volatile”关键字来使共享变量进行内存可见，保障线程平安。于是上述程序改成了如下：

public class ShareThread02 implements Runnable{
    private volatile Share share;
    public ShareThread02(Share share) {this.share = share;}
    @Override
    public void run() {for (int i = 0; i < 5000; i++) {share.decrement();
        }
    }
}

    而后再次运行测试程序也会发现，所输入的后果并不是你想要的后果。请记住：关键字“volatile”只是保障了多线程之间共享变量的内存可见性，它并不保障共享变量的原子性。

    这个时候关键字“synchronized”就派上了用场。它能够保障，同一个时刻只有一个线程可能拜访被“synchronized”润饰的办法或者代码块。将上述代码改成上面这样：

public class Share {
    public int count = 10000;
    public synchronized void decrement() {count--;}
    public int getCount() {return count;}
}

    再次运行测试程序，这个时候你会发现，每次失去的后果都是一样的。那么为什么增加了关键字“synchronized”之后就可能依照预期的进行执行呢？

    通过执行“javap -v Share.class”来看看底层做了哪些润饰：

    能够看到，在办法上进行了关键字”synchronized“的润饰，底层的实现是标记了一个 ”ACC_SYNCHRONIZED” 的标识。代码如果遇到了这个标识，就示意获取到了对象的监视器 monitor（monitor 对象是由 C ++ 实现的），这个获取的过程是排他的，也就是同一时刻只能有一个线程获取到由 synchronized 所爱护对象的监视器。

    除此之外，关键字”synchronized“还能够对代码块进行加锁：

public class Share {
    public int count = 10000;
    public void decrement() {synchronized (Share.class) {count--;}
    }
    public int getCount() {return count;}
}

    将上述代码执行“javap -v Share.class”反编译之后，能够看到如下：

”synchronized“关键字锁代码块的时候他提供了“monitor enter”和“monitor exit”两个 JVM 指令，它可能保障任何时候线程执行到“monitor enter”胜利之前都必须从主内存中获取数据。“monitor exit”退出之后，共享变量被更新后的值刷新到主内存中，因而”synchronized“关键字还能够保障内存的可见性。

    如果你仔细观察就会发现，15 和 21 有两个“monitor exit”那么为什么会有两个“monitor exit”呢？咱们做这样一个假如：如果线程启动执行的过程中忽然遇到异样了，这个时候线程该怎么办呢？总不能始终持有锁吧！于是线程就会开释锁。因而，第二个“monitor exit”是为了线程遇到异样之后开释锁而筹备的。

    欢送大家搜寻“小猴子的技术笔记”关注我的公众号，有问题能够及时和我交换。

退出移动版