synchronized锁了什么

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前言
synchronized 翻译为中文的意思是同步的,它是 Java 中处理线程安全问题常用的关键字。也有人称其为同步锁。既然是锁,其必然有锁的东西,下面先会简单介绍一下 synchronized,再通过一个示例代码展示 synchronized 锁了什么。(这里先提前透露答案 synchronized 锁的是代码)
介绍
定义
synchronized 提供的同步机制确保了同一个时刻,被修饰的代码块或方法只会有一个线程执行。
用法
synchronized 可以修饰方法和代码块:

修饰普通方法
修饰静态方法
修饰代码块

根据修饰情况,分为对象锁和类锁:

对象锁:

普通方法(等价于代码块修饰 this)
代码块修饰的是是类的一个对象

类锁

类方法(等价于代码块修饰当前类 Class 对象)
代码块修饰的是是类 Class 对象

原理
synchronized 底层原理是使用了对象持有的监视器(monitor)。但是同步代码块和同步方法的原理存在一点差异:

同步代码块是使用 monitorenter 和 monitorexit 指令实现的
同步方法是由方法调用指令读取运行时常量池中方法的 ACC_SYNCHRONIZED 标识隐式实现,实际上还是调用了 monitorenter 和 monitorexit 指令

测试示例
计数器
一个特殊的计数器,自增方法 increase() 被 synchronized 修饰,而获取当前值方法 getCurrent() 则没有被 synchronized 修饰。
/**
* 计数器
* @author RJH
* create at 2019-03-13
*/
public class Counter {
/**
* 全局对象,总数
*/
private static int i = 0;

/**
* 自增
* @return
*/
public synchronized int increase() {
try {
// 使用休眠让结果更明显
Thread.sleep(5000);
} catch (InterruptedException e) {
e.printStackTrace();
}
return ++i;
}

/**
* 获取当前值
* @return
*/
public int getCurrent() {
return i;
}
}
测试代码
使用自增线程和获取当前值的线程来验证 synchronized 锁的是代码,而不是全局变量
/**
* synchronized 锁了什么
* @author RJH
* create at 2019-03-02
*/
public class LockWhatTest {

public static void main(String[] args) {
Counter counter =new Counter();
IncreaseThread increaseThread1=new IncreaseThread(counter);
IncreaseThread increaseThread2=new IncreaseThread(counter);
GetThread getThread=new GetThread(counter);
increaseThread1.start();
increaseThread2.start();
// 直到 increaseThread 的线程启动才执行下一步
while (increaseThread1.getState().compareTo(Thread.State.NEW)==0 && increaseThread1.getState().compareTo(Thread.State.NEW)==0){

}
getThread.start();
}

/**
* 自增线程
*/
static class IncreaseThread extends Thread{

private Counter counter;

public IncreaseThread(Counter counter) {
this.counter = counter;
}

@Override
public void run() {
System.out.println(“After increase:” + counter.increase()+”,trigger time:”+System.currentTimeMillis());
}
}

/**
* 获取当前值的线程
*/
static class GetThread extends Thread{

private Counter counter;

public GetThread(Counter counter) {
this.counter = counter;
}

@Override
public void run() {
System.out.println(“Current:”+ counter.getCurrent()+”,trigger time:”+System.currentTimeMillis());
}
}

}
执行结果
Current:0,trigger time:1552487003845
After increase:1,trigger time:1552487008846
After increase:2,trigger time:1552487013848
结果分析
从测试结果可以得知

在两个自增线程启动后,获取当前值的线程才启动,但是获取当前值的线程是先被执行完成了。
根据自增线程执行完成的时间戳间隔可以得知,两个自增线程是依次执行的。

从而可以证明

synchronized 并不是锁定方法内访问的变量

synchronized 锁定的是同一个监视器对象监视的代码

正文完
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