Java并发编程之synchronized底层实现原理分析

这篇文章将为大家详细讲解有关Java并发编程之synchronized底层实现原理分析，小编觉得挺实用的，因此分享给大家做个参考，希望大家阅读完这篇文章后可以有所收获。

synchronized底层实现原理分析

Java并发编程中的synchronized关键字是实现线程同步的一种基本机制，其底层原理涉及JVM内部的锁机制。

锁对象

synchronized关键字可以修饰方法、代码块或类，称为锁对象。当一个线程访问被synchronized修饰的代码时，需要先获取锁对象的监视器锁（monitor lock）。

监视器锁

监视器锁是Java中的一种锁机制，每个对象都与一个监视器关联。监视器锁保证同一时刻只有一个线程可以访问监视器保护的代码段。

锁的获取

当一个线程尝试获取锁对象时，JVM会执行以下步骤：

1. 如果锁对象未被其他线程持有，则获取锁对象监视器锁。
2. 如果锁对象已被其他线程持有，则线程会进入等待队列，等待其他线程释放锁。

锁的释放

当一个线程完成对锁对象的访问后，必须释放锁对象监视器锁。JVM会执行以下步骤：

1. 如果等待队列中没有其他线程，则释放锁对象监视器锁。
2. 如果等待队列中有其他线程，则唤醒等待队列中第一个线程。

对象头

每个Java对象在内存中都有一个对象头，其中存储了对象的锁状态和哈希码等信息。对象头包含一个锁标记字段，用于指示对象是否被监视器锁持有。

偏向锁

默认情况下，JVM会使用偏向锁。当一个线程多次连续获取同一个锁对象时，JVM会将该锁对象标记为偏向锁。偏向锁会将监视器锁直接分配给当前线程，从而避免获取和释放锁的开销。

轻量级锁

当偏向锁不适用时，JVM会使用轻量级锁。轻量级锁使用CAS（比较并交换）指令尝试获取锁对象监视器锁。如果CAS操作成功，则获取锁对象监视器锁；否则，升级为重量级锁。

重量级锁

重量级锁使用互斥锁（Mutex）来实现锁对象监视器锁。互斥锁是操作系统提供的同步机制，当一个线程获取了互斥锁后，其他线程必须等待。

性能优化

synchronized关键字的锁机制会带来额外的性能开销。为了优化性能，可以考虑以下技巧：

• 使用更细粒度的锁对象。
• 使用synchronized方法而不是代码块。
• 避免在临界区执行耗时操作。
• 考虑使用其他同步机制，如Lock和ReentrantLock。

以上就是Java并发编程之synchronized底层实现原理分析的详细内容，更多请关注编程学习网其它相关文章！