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【JavaEE】了解synchronized

news 2025/8/25 5:14:18

synchronized也称加锁，当一个操作为非原子性操作时，可以通过加锁成为原子性操作。synchronized可以修饰代码块、实例方法以及静态方法。synchronized的重要特性：可重入锁。

关于死锁

1.一个线程针对一把锁，加锁两次，如果不是可重入锁那就会出现死锁现象。

2.两个线程针对两把锁，无论是否是可重入锁，都会出现死锁现象。

3.n个线程，m把锁，更容易出现死锁现象（经典问题：哲学家就餐问题）

1.一个线程一把锁

可重入性：一个线程针对一把锁，加锁两次不会出现死锁现象。

死锁：“车里锁了家门钥匙，家里锁了车钥匙”这个可以称为死锁，使得该锁无法解开的锁就称为死锁。如下例子：在还不知道synchronized有可重入性这个概念时，都会默认以下代码是死锁现象

public class Demo01 {public static void main(String[] args) {Object lock = new Object();Thread t1 = new Thread(()->{synchronized (lock){synchronized(lock){System.out.println("nihao");}}});t1.start();System.out.println("hahaha");}
}

synchronized 第一次加锁已经成功了，lock就属于被锁定的状态，第二次再加锁，就应该处于阻塞状态，只有等上一次lock锁被释放后才能加锁成功，但是在进行第二次加锁时就已经阻塞了，程序无法往后继续进行就会出现死锁的现象。这种情况只是在我们不知道synchronized的特性的情况下的想法，正是它有这个可重入性，就不会出现以上的死锁现象。

接着我们进一步分析synchronized是如何做到不会出现死锁的：

当synchronized第一次加锁成功后，又遇到了第二次加锁，此时的第一次加锁并没有释放，可重入性是通过计数器实现的，所以锁对象中不仅需要记录被谁使用还需要记使用次数。正如上面这个例子：当一次加锁成功后，lock这个锁对象中的计数器随其加一，第二次在加锁时计数器也所着加一，直到遇到一个右大括号，相当于解一次锁计数器就减一，这样就是可重入锁。为此锁对象真正释放锁必须是计数器为零时。

2.两个线程两把锁

已知线程t1，线程t2，锁A，锁B，线程t1已经获得A、线程t2已经获得B，t1还想获得B，t2还想获得A，此时就会出现死锁现象。如下：

public static void main(String[] args) {Object A = new Object();Object B = new Object();Thread t1 = new Thread(()->{synchronized (A){System.out.println("t1->A");synchronized (B){System.out.println("t1->B");}}});Thread t2 = new Thread(()->{synchronized (B){System.out.println("t2->B");synchronized (A){System.out.println("t2->A");}}});t1.start();t2.start();}

以上代码不太严谨，还需要加强，可能会出现一个线程同时获得AB两把锁的情况，所以需要加一个sheep休眠。如下结果，两个线程就出现阻塞现象，两个线程僵持不下就阻塞进程。相反如果是线程t1获得A后又释放，再获得B，这是不会出现死锁现象的。

3.N个线程M把锁

哲学家就餐问题

在圆形餐桌上，每两个哲学家中间就一只筷子，每个哲学家只会作两件事，一件是思考（不拿筷子），另一件是吃面（只能拿左右两边的筷子），每个哲学家思考和吃面都是随机的，当左右边筷子少一个都得等两边哲学家吃完才能拿筷子（等价于阻塞等待），一般情况下是可以正常运行的，如果是极端情况下，就会出现已知等待线程，每个哲学家都拿左手边的筷子，并且都在等右手边的哲学家放下筷子，这时每个人都在等，就等同于出现死锁现象了。

死锁是一个很严重的bug，它会直接导致线程卡住，无法执行后面工作。那我们程序员就需要解决bug，接着就学习如何解决死锁问题。

解决死锁问题

死锁的成因

想要解决死锁问题，需要先了解死锁的成因：

1.互斥使用（锁的基本特性），当一个线程持有一把锁之后，另一个线程也想获得该锁，这个线程就会出现阻塞等待。
2.不可抢占（锁的基本特性），当锁已经被线程t1拿到之后，线程t2只能等待线程t1主动释放锁，而不能强行占有锁。
3.请求保持（代码结构），一个线程尝试获得多把锁（如：上面两个线程两把锁这个例子）。
4.循环等待/环路等待（代码结构），等待关系形成环（如：上面N个线程M把锁、家钥匙锁车里，家里锁车钥匙）。

出现死锁就需要满足以上四个条件，缺一不可，而第一第二都是锁的特性本身就满足条件，只要满足三和四就会出现死锁现象。