synchronized关键字

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1、synchronized关键字是什么？有什么用？

synchronized 是 Java 中的一个关键字，翻译成中文是同步的意思，主要解决的是多个线程之间访问资源的同步性，可以保证被它修饰的方法或者代码块在任意时刻只能有一个线程执行。

在 Java 早期版本中，synchronized 属于 重量级锁，效率低下。这是因为监视器锁（monitor）是依赖于底层的操作系统的 Mutex Lock 来实现的，Java 的线程是映射到操作系统的原生线程之上的。如果要挂起或者唤醒一个线程，都需要操作系统帮忙完成，而操作系统实现线程之间的切换时需要从用户态转换到内核态，这个状态之间的转换需要相对比较长的时间，时间成本相对较高。

不过，在 Java 6 之后， synchronized 引入了大量的优化如自旋锁、适应性自旋锁、锁消除、锁粗化、偏向锁、轻量级锁等技术来减少锁操作的开销，这些优化让 synchronized 锁的效率提升了很多。因此， synchronized 还是可以在实际项目中使用的，像 JDK 源码、很多开源框架都大量使用了synchronized。

2、如何使用synchronized？

synchronized 关键字的使用方式主要有下面 3 种：

  1. 修饰实例方法
  2. 修饰静态方法
  3. 修饰代码块

1、修饰实例方法 （锁当前对象实例）

给当前对象实例加锁，进入同步代码前要获得 当前对象实例的锁 。

synchronized void method() {
    //业务代码
}

2、修饰静态方法 （锁当前类）

给当前类加锁，会作用于类的所有对象实例 ，进入同步代码前要获得 当前 class 的锁。

这是因为静态成员不属于任何一个实例对象，归整个类所有，不依赖于类的特定实例，被类的所有实例共享。

synchronized static void method() {
    //业务代码
}

静态 synchronized 方法和非静态 synchronized 方法之间的调用互斥么？不互斥！如果一个线程 A 调用一个实例对象的非静态 synchronized 方法，而线程 B 需要调用这个实例对象所属类的静态 synchronized 方法，是允许的，不会发生互斥现象，因为访问静态 synchronized 方法占用的锁是当前类的锁，而访问非静态 synchronized 方法占用的锁是当前实例对象锁。

3、修饰代码块 （锁指定对象/类）

对括号里指定的对象/类加锁：

  • synchronized(object) 表示进入同步代码库前要获得 给定对象的锁。
  • synchronized(类.class) 表示进入同步代码前要获得 给定 Class 的锁
synchronized(this) {
    //业务代码
}

总结：

  • synchronized 关键字加到 static 静态方法和 synchronized(class) 代码块上都是是给 Class 类上锁；
  • synchronized 关键字加到实例方法上是给对象实例上锁；
  • 尽量不要使用 synchronized(String a) 因为 JVM 中，字符串常量池具有缓存功能。

3、synchronized和volatile的区别

synchronized和volatile的区别如下：

  1. 作用机制不同：synchronized所修饰的变量可以保证同一时刻只有一个线程执行该段代码；volatile修饰的变量不保留拷贝，直接访问主内存中的。
  2. 量级不同：synchronized是重量级，可以修饰方法；volatile是轻量级，只能修饰变量。
  3. 安全性不同：synchronized不仅保证可见性，还保证原子性；volatile只能保证可见性，不能保证原子性。
  4. 使用场景不同：synchronized常用来保证数据的一致性和完整性；volatile常用来保证变量的可见性。
  5. 是否会造成线程阻塞：synchronized可能会造成线程阻塞；volatile不会造成线程阻塞。

4、Synchronized和ReentrantLock区别

  1. synchronized是和for、while一样的关键字，ReentrantLock是类，这是二者的本质区别。既然ReentrantLock是类，那么它就提供了比synchronized 更多更灵活的特性：等待可中断、可实现公平锁、可实现选择性通知（锁可以绑定多个条件）、性能已不是选择标准。
  2. synchronized依赖于JVM而ReenTrantLock依赖于API。synchronized是依赖于JVM实现的，JDK1.6为synchronized关键字进行了很多优化，但是这些优化都是在虚拟机层面实现的，并没有直接暴露给我们。ReenTrantLock是JDK层面实现的（也就是API层面，需要lockO和unlock方法配合try/finally语句块来完成），所以我们可以通过查看它的源代码，来看它是如何实现的。

5、synchronized关键字可以保证线程安全吗？

6、synchronized锁和lock锁的原理，区别？

7、cas乐观锁和synchronized悲观锁的区别

  1. synchronized关键字和volatile关键字有什么区别？

  2. synchronized关键字和Lock接口有什么区别？

  3. synchronized关键字的使用方式有哪些？

  4. 在什么情况下使用synchronized关键字是必要的？

  5. synchronized关键字的缺点是什么？

  6. synchronized关键字的底层实现原理是什么？

  7. synchronized关键字可以锁定的对象有哪些？

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