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wzjs 2025/7/27 7:21:11

web网站开发毕业论文,商务网站建设,做网站一定要会java吗,为WordPress添加测试用户synchronized 是 Java 中最基本的锁机制，它的实现原理涉及对象头、Monitor（监视器） 和 JVM 底层机制。以下是 synchronized 的详细原理分析： 1. synchronized 的基本用法 synchronized 可以用于以下三种场景： 修饰实…

synchronized 是 Java 中最基本的锁机制，它的实现原理涉及 对象头、Monitor（监视器） 和 JVM 底层机制。以下是 synchronized 的详细原理分析：

1. `synchronized` 的基本用法

synchronized 可以用于以下三种场景：

修饰实例方法：锁住当前对象实例。

public synchronized void method() {// 线程安全的代码
}

修饰静态方法：锁住当前类的 Class 对象。

public static synchronized void staticMethod() {// 线程安全的代码
}

修饰代码块：锁住指定对象。

public void method() {synchronized (this) { // 锁住当前对象// 线程安全的代码}
}

2. `synchronized` 的实现原理

synchronized 的实现依赖于 对象头 和 Monitor 机制。

2.1 对象头

在 JVM 中，每个对象都有一个对象头，其中包含以下信息：

Mark Word：存储对象的哈希码、锁状态、GC 分代年龄等。
Klass Pointer：指向对象的类元数据。

在锁的实现中，Mark Word 是关键部分。它的结构如下：

锁状态	存储内容
无锁	对象的哈希码、分代年龄等
偏向锁	偏向线程 ID、偏向时间戳等
轻量级锁	指向栈中锁记录的指针
重量级锁	指向 Monitor 对象的指针
GC 标记	用于垃圾回收的标记信息

2.2 Monitor 机制

Monitor 是 JVM 实现锁的核心机制。每个对象都与一个 Monitor 关联，Monitor 的主要组成部分包括：

Owner：持有锁的线程。
EntryList：等待锁的线程队列。
WaitSet：调用 wait() 方法后进入等待状态的线程队列。

synchronized 的加锁和解锁过程就是通过操作 Monitor 来实现的。

3. 锁的升级过程

为了提高性能，JVM 对 synchronized 进行了优化，引入了 锁升级 机制。锁的状态会从低到高逐步升级：

无锁状态：初始状态，没有线程竞争。
偏向锁：适用于只有一个线程访问同步块的场景。
- JVM 会将线程 ID 记录在对象头的 Mark Word 中。
- 如果同一个线程再次请求锁，可以直接获取锁，无需同步操作。
轻量级锁：当有多个线程竞争时，偏向锁会升级为轻量级锁。
- 线程会在栈帧中创建锁记录（Lock Record），并将对象头的 Mark Word 复制到锁记录中。
- 然后尝试通过 CAS 操作将对象头的 Mark Word 替换为指向锁记录的指针。
- 如果成功，则获取锁；如果失败，则说明存在竞争，升级为重量级锁。
重量级锁：当竞争激烈时，轻量级锁会升级为重量级锁。
- 重量级锁依赖于 Monitor 机制，线程会进入阻塞状态，等待锁的释放。