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springboot synchronized 本地锁入门与实战

news 2025/9/11 7:48:49

Spring Boot3 Synchronized 项目地址

https://gitee.com/supervol/loong-springboot-study

（记得给个start，感谢）

Synchronized 介绍

在 Spring Boot 3 应用中，synchronized作为 Java 原生的线程同步机制，是实现本地锁（仅在当前 JVM 进程内生效）的基础工具，用于解决单实例应用中的并发安全问题。

Synchronized 核心

synchronized是Java 的关键字，其核心作用是保证同一时刻只有一个线程执行特定代码块，从而避免多线程并发访问共享资源时出现的数据不一致（如脏读、重复修改等）问题。在 Spring Boot 3 中，它的本质是本地锁：仅对当前 JVM 进程内的线程有效，无法跨进程（如分布式部署的多实例应用）同步，这是与分布式锁（如 Redis 锁、ZooKeeper 锁）的核心区别。

Synchronized 使用

在 Spring Boot 3 中，synchronized的使用方式与标准 Java 一致，主要有以下 3 种：

1. 修饰实例方法

锁对象为当前对象实例（this），即多个线程调用同一对象的该方法时会被同步。

@Service
public class StockService {private int stock = 100; // 共享资源// 修饰实例方法：锁为当前StockService实例（单例Bean时全局有效）public synchronized void deductStock() {if (stock > 0) {stock--;System.out.println("扣减成功，剩余库存：" + stock);} else {System.out.println("库存不足");}}
}

注：Spring Boot 默认 Bean 为单例，因此该锁对所有调用该 Bean 的线程生效。

2. 修饰静态方法

锁对象为当前类的 Class 对象（如StockService.class），作用范围是整个类，即使多个实例也会被同步。

@Service
public class CounterService {private static int count = 0; // 静态共享资源// 修饰静态方法：锁为CounterService.classpublic static synchronized void increment() {count++;System.out.println("计数：" + count);}
}

3. 修饰代码块

显式指定锁对象（可自定义），灵活性更高，能缩小同步范围以提升性能。

@Service
public class OrderService {private final Object lock = new Object(); // 自定义锁对象private int orderId = 0;public void createOrder() {// 仅同步关键代码块，锁为lock对象synchronized (lock) {orderId++;System.out.println("生成订单ID：" + orderId);}// 非关键代码（如日志、参数校验）无需同步，提升效率System.out.println("订单创建完成");}
}

Synchronized示例

请参考项目地址中 springboot-lock/springboot-local-lock 模块代码。

Synchronized 原理

synchronized的底层依赖 JVM 的对象监视器（Monitor） 机制，通过修改对象头中的Mark Word（存储锁状态）实现锁的获取与释放：

当线程进入synchronized代码块时，会尝试获取锁对象的 Monitor，若成功则独占锁；
其他线程会被阻塞并进入等待队列，直到持有锁的线程释放 Monitor（退出代码块）。

Java 6 及以上对synchronized进行了优化，引入了锁升级机制（偏向锁 → 轻量级锁 → 重量级锁），大幅提升了低并发场景下的性能：

偏向锁：无竞争时，仅记录线程 ID，几乎无开销；
轻量级锁：轻度竞争时，通过 CAS（比较并交换）尝试获取锁，避免线程阻塞；
重量级锁：重度竞争时，依赖操作系统互斥量实现，会导致线程阻塞（开销较大）。

Synchronized 场景

synchronized适用于单实例 Spring Boot 应用，解决以下并发问题：

共享资源修改：如库存扣减、计数器累加、订单 ID 生成等；
临界区代码保护：如防止多线程同时执行初始化操作（如加载配置）；
避免重复处理：如防止同一请求被多个线程重复处理（需配合幂等设计）。

Synchronized 注意

仅支持本地锁：多实例部署（分布式系统）时，synchronized无法跨 JVM 同步，需使用分布式锁（如 Redisson、Curator）；
锁粒度问题：同步范围过大（如修饰整个方法）可能导致性能下降，建议用代码块缩小范围；
Bean 作用域影响：若 Spring Bean 为原型（prototype），实例方法的synchronized锁仅对当前实例有效，可能无法实现全局同步（需改用静态方法或类锁）；
不可中断性：持有锁的线程若阻塞（如 IO 操作），其他线程会一直等待，可考虑ReentrantLock（支持中断）作为替代。