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這篇文章給大家分享的是有關(guān)Java中synchronize底層的實現(xiàn)原理的內(nèi)容。小編覺得挺實用的，因此分享給大家做個參考，一起跟隨小編過來看看吧。
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首先來說下synchronize和Lock的區(qū)別：
兩者都是鎖，用來控制并發(fā)沖突，區(qū)別在于Lock是個接口，提供的功能更加豐富，除了這個外，他們還有如下區(qū)別：
synchronize自動釋放鎖，而Lock必須手動釋放，并且代碼中出現(xiàn)異常會導(dǎo)致unlock代碼不執(zhí)行，所以Lock一般在Finally中釋放，而synchronize釋放鎖是由JVM自動執(zhí)行的。
Lock有共享鎖的概念，所以可以設(shè)置讀寫鎖提高效率，synchronize不能。（兩者都可重入）
Lock可以讓線程在獲取鎖的過程中響應(yīng)中斷，而synchronize不會，線程會一直等待下去。lock.lockInterruptibly()方法會優(yōu)先響應(yīng)中斷，而不是像lock一樣優(yōu)先去獲取鎖。
Lock鎖的是代碼塊，synchronize還能鎖方法和類。
Lock可以知道線程有沒有拿到鎖，而synchronize不能
Lock鎖對應(yīng)有源碼的，可以查看下代碼，那么synchronize在JVM層面是怎么實現(xiàn)的呢,我們看下字節(jié)碼文件：
先用javac Test.class 編譯出class文件再用javap –c Test.class查看字節(jié)碼文件
我們寫個DEMO看下，JVM底層是怎么實現(xiàn)synchronized的：、
public class Test4 {
private static Object LOCK = new Object();
public static int main(String[] args) {
synchronized (LOCK){
System.out.println("Hello World");
}
return 1;
}
}在看下上面代碼對應(yīng)的字節(jié)碼
也就是說，鎖是通過monitorenter和monitorexit來實現(xiàn)的，這兩個字節(jié)碼代表的是啥意思：
可以在下面參考的網(wǎng)頁中了解monitorenter和monitorexit的作用，我就不盜用他們的話了，大致意思是，每個對象都有一個monitor監(jiān)視器，調(diào)用monitorenter就是嘗試獲取這個對象，成功獲取到了就將值+1，離開就將值減1。如果是線程重入，在將值+1，說明monitor對象是支持可重入的。
我之前分析過一篇ReenternLock，概念都是類似的，只是鎖是自身維護了一個volatile int類型的變量，通過對它加一減一表示占有鎖啊重入之類的概念。
注意，如果synchronize在方法上，那就沒有上面兩個指令，取而代之的是有一個ACC_SYNCHRONIZED修飾，表示方法加鎖了。它會在常量池中增加這個一個標(biāo)識符，獲取它的monitor，所以本質(zhì)上是一樣的。
HotSpot中鎖的具體實現(xiàn)以及對它的優(yōu)化：
重量級鎖：
最基礎(chǔ)的實現(xiàn)方式，JVM會阻塞未獲取到鎖的線程，在鎖被釋放的時候喚醒這些線程。阻塞和喚醒操作是依賴操作系統(tǒng)來完成的,所以需要從用戶態(tài)切換到內(nèi)核態(tài)，開銷很大。并且monitor調(diào)用的是操作系統(tǒng)底層的互斥量(mutex),本身也有用戶態(tài)和內(nèi)核態(tài)的切換，所以JVM引入了自旋的概念，減少上面說的線程切換的成本。
自旋鎖：
如果鎖被其他線程占用的時間很短，那么其他獲取鎖的線程只要稍微等一下就好了，沒必要進行用戶態(tài)和內(nèi)核態(tài)之間的切換，等的狀態(tài)就叫自旋。例如如下代碼：
public class SpinLock {
private AtomicReference cas = new AtomicReference();
public void lock() {
Thread current = Thread.currentThread();
// 利用CAS，獲取值不對則無限循環(huán)
while (!cas.compareAndSet(null, current)) {
// DO nothing
}
}
public void unlock() {
Thread current = Thread.currentThread();
cas.compareAndSet(current, null);
}
} 自旋會跑一些無用的CPU指令，所以會浪費處理器時間，如果鎖被其他線程占用的時間段的話確實是合適的…如果長的話就不如使用直接阻塞了，那么JVM怎么知道鎖被占用的時間到底是長還是短呢？
因為JVM不知道鎖被占用的時間長短，所以使用的是自適應(yīng)自旋。就是線程空循環(huán)的次數(shù)時會動態(tài)調(diào)整的。
可以看出，自旋會導(dǎo)致不公平鎖，不一定等待時間最長的線程會最先獲取鎖。
輕量級鎖：
JDK1.6之后加入，它的目的并不是為了替換前面的重量級鎖，而是在實際沒有鎖競爭的情況下，將申請互斥量這步也省掉。鎖實現(xiàn)的核心在與對象頭(MarkWord)的結(jié)構(gòu),對象自身會有信息表示所有被鎖住并且鎖是什么類型，如下所示：
如果代碼進入同步塊時，檢測到對象未鎖定，即標(biāo)志位為01。那么當(dāng)前線程就會在自身棧幀中建議一個區(qū)域保存對象的MarkWord信息，再使用CAS的方式讓這個區(qū)域指向?qū)ο蟮腗arkWork區(qū)域，這樣就算加上鎖了。(這樣就沒有獲取系統(tǒng)mutex變量，只是改了個值，但是如果有競爭的話，就要升級成重量級鎖，這樣反倒變慢了)
加鎖前VS 加鎖后：
偏向鎖：
比輕量級鎖更絕，將同步操作全部省略…設(shè)置步驟是和前面的輕量級鎖一樣的，不同的是標(biāo)志位設(shè)置的是01，即偏向模式。
不同的是同一個線程第二次進來之后，虛擬機不會再進行任何的同步操作，比如Mark Word的update。
如果有其他線程來，偏向模式就結(jié)束了，標(biāo)志位會恢復(fù)到未鎖定或者偏向鎖。所以如果鎖總是會被多個線程訪問的話，還是禁止掉偏向鎖優(yōu)化比較好。
鎖優(yōu)化流程如下：(出自周志明老師的那本講解JVM的書)
可以看出，鎖是一個逐步升級的過程，不會一開始上來就重量級鎖。鎖一般只會升級不會降級，避免降級之后沖突導(dǎo)致效率不行并且又得升級。但是降級其實是允許的(STW的時候)，可以看下參考中文章里面提到的英文網(wǎng)站。
其他的優(yōu)化還有鎖消除以及鎖粗化：
如果一段代碼其實在作用域可以不加鎖的，Javac編譯器會自動優(yōu)化。
鎖粗化是指代碼在一段代碼中多次加鎖，會被JVM優(yōu)化成對整個代碼段加鎖。
Java有哪些集合類
Java中的集合主要分為四類：1、List列表：有序的，可重復(fù)的；2、Queue隊列：有序，可重復(fù)的；3、Set集合：不可重復(fù)；4、Map映射：無序，鍵唯一，值不唯一。
感謝各位的閱讀！關(guān)于“Java中synchronize底層的實現(xiàn)原理”這篇文章就分享到這里了，希望以上內(nèi)容可以對大家有一定的幫助，讓大家可以學(xué)到更多知識，如果覺得文章不錯，可以把它分享出去讓更多的人看到吧！
本文題目：Java中synchronize底層的實現(xiàn)原理
轉(zhuǎn)載源于：http://www.dlmjj.cn/article/poshoi.html
