synchronized1

1. synchronized的用法

1.1 修饰实例方法

给当前对象实例加锁，进入同步代码前要获取当前对象实例的锁

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

1.2 修饰静态方法

给当前类加锁，进入同步代码之前要获取当前class的锁

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

1.3 修饰代码块

对括号里指定的对象/类加锁：

• synchronized(object) 表示进入同步代码前要获得 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
}

1.4 为什么尽量不要使用synchronized(String a) ？

因为我们使用synchronized通常是为了在多线程的情况下，不让多个线程同时执行synchronized代码块内的内容，所以synchronized括号内的对象需要是同一个对象，才能保证多个线程的同步执行。

如果使用String a = new String("lock")，String b = new String("lock")，很容易出现两个字符串对象的值虽然相同，但毕竟不是同一个对象，作用到两个同步代码块无法实现锁住的效果。所以要使用字符串充当锁对象时，一般会配合intern()方法使用

2. synchronized的特性

2.1 原子性

synchronized确保在执行同步代码块时，只有持有锁的线程可以访问该代码块，从而避免数据竞争。

2.2 可见性

volatile是通过内存屏障来保证可见性的，Load屏障保证volatile变量每次读取数据的时候都强制从主内存读取；Store屏障保证每次volatile修改之后强制将数据刷新回主内存

我们都知道sychronized底层是通过monitorenter的指令来进行加锁的、通过monitorexit指令来释放锁的。而这两个指令也具有上述的屏障作用

• 通过monitorenter指令之后，synchronized内部的共享变量，每次读取数据的时候被强制从主内存读取最新的数据
• monitorexit指令也具有Store屏障的作用，也就是让synchronized代码块内的共享变量，如果数据有变更的，强制刷新回主内存

这样通过这种方式，数据修改之后立即刷新回主内存，其他线程进入synchronized代码块后，使用共享变量的时候强制读取主内存的数据，上一个线程对共享变量的变更操作，它就能立即看到了

2.3 有序性

指令重排是指 CPU 或编译器为了提高程序的执行效率，改变代码执行顺序的一种优化技术。从 Java 源代码到最终执行的指令序列，会经历 3 种重排序：编译器重排序、指令并行重排序、内存系统重排序。

volatile通过内存屏障来保证有序性的

• StoreStore屏障：禁止StoreStore屏障的前后Store写操作重排
• LoadLoad屏障：禁止LoadLoad屏障的前后Load读操作进行重排
• LoadStore屏障：禁止LoadStore屏障的前面Load读操作跟LoadStore屏障后面的Store写操作重排
• StoreLoad屏障：禁止LoadStore屏障前面的Store写操作跟后面的Load/Store 读写操作重排

同理，synchronized也是通过monitorenter和moniterexit的内存屏障功能，来保证代码执行的有序性

3. synchronized和volatile的区别

• 两者均能保证可见性和有序性
• synchronized可以保证原子性，即被synchronized修饰的代码块同一时间只有一个线程能执行；但volatile无法保证原子性，它仅保证了被修饰变量的读写操作是原子性的，但是，对于复合操作（例如i++），volatile无法保证原子性
• volatile关键字的性能开销相对较低，因为它仅仅是对变量的可见性进行了保证；synchronized关键字的性能开销相对较高，因为它需要在进入和退出临界区时获取和释放锁，并且涉及到线程的上下文切换