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Java中的synchronized关键字_java(java中的synchronized关键字用法)

longge3个月前 (03-01)网络技术34
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  • 1、synchronized锁的底层实现原理
  • 2、基于synchronized实现单例模式
  • 3、利用类加载实现单例模式(饿汉模式)

1、synchronized锁的底层实现原理

JVM基于进入和退出Monitor对象来实现方法同步和代码块同步。代码块同步是使用monitorentermonitorexit指令实现的,monitorenter指令是在编译后插入到同步代码块的开始位置,而monitorexit是插入到方法结束处和异常处。任何对象都有一个monitor与之关联,当且一个monitor被持有后,它将处于锁定状态。

根据虚拟机规范的要求,在执行monitorenter指令时,首先要去尝试获取对象的锁,如果这个对象没被锁定,或者当前线程已经拥有了那个对象的锁,把锁的计数器加1;相应地,在执行monitorexit指令时会将锁计数器减1,当计数器被减到0时,锁就释放了。如果获取对象锁失败了,那当前线程就要阻塞等待,直到对象锁被另一个线程释放为止。

如何判断这个对象是否被锁定?对象头中的Markword字段记录了该对象的锁信息。

2、基于synchronized实现单例模式

public class Singleton {
    private volatile static Singleton uniqueInstance;

    private Singleton(){

    }
    public static Singleton getUniqueInstance() {
        //没有实例化才加锁
        if (uniqueInstance == null) {
            //给类对象加锁
            synchronized (Singleton.class) {
                if (uniqueInstance == null)
                    uniqueInstance = new Singleton();
            }
        }
        return uniqueInstance;
    }

//    public static synchronized Singleton getUniqueInstance(){
//        if(uniqueInstance==null){
//            uniqueInstance = new Singleton();
//        }
//        return uniqueInstance;
//    }
}

首先说一下为什么不采用第二种方式实现单例:不管该对象是否已经实例化,都要调用这个同步方法,会导致大量的线程进入阻塞;而采用双重锁检验,可以在第一次判断不为空的时候就直接返回,不用进入同步代码块。

几个要点:

  • 为什么uniqueInstance属性要用volatile修饰?new操作并非一个原子性操作,分为三个步骤(分配对象的内存空间、初始化对象、设置uniqueInstance指向刚分配的内存地址),如果不使用volatile,2和3之间可能发生指令重排,导致外部访问到一个还没有初始化的对象。
  • 为什么构造方法时私有的?防止对象在其他地方被创建。
  • 为什么uniqueInstance是私有静态的?私有使得外部只能通过特定的方式去访问对象,静态是因为要在静态方法中访问该对象。
  • 为什么getUniqueInstance()方式是公共、静态的?public使得外界统一通过访问该方法获得对象,static使得程序可以通过类名获取对象。
  • 为什么采用双重检测初始化对象?第一次检测主要用来判断对象是否已经创建,如果已创建则直接返回;第二次检测是因为:可能有多个线程在第一次检测中发现对象为空,同时进入同步代码块,但只有一个线程会抢到锁并创建对象,其他线程阻塞排队等待锁的释放。当创建对象的线程返回后,阻塞的线程会被唤醒,这时候对象已经不为空,所以需要第二次检测来阻止对象的多次创建。

3、利用类加载实现单例模式(饿汉模式)

public class SingleTon2 {
/** 内置对象是静态的,并且直接创建对象,保证对象在初始化时加载完成 */
    public static SingleTon2 instance = new SingleTon2(); 

/** 构造方法私有,防止对象在其他地方被创建 */
    private SingleTon2(){

    }

/** 公共静态方法返回对象 */
    public static SingleTon2 getInstance(){
        
        return instance;
    }
}
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