1. synchronized的基本使用

在現(xiàn)實(shí)場景中，搶票代碼，如果不加鎖，就會(huì)出現(xiàn)超賣或者一張票賣給多個(gè)人

Synchronized對象鎖采用互斥的方式讓同一時(shí)刻至多只有一個(gè)線程能持有對象鎖，其它線程再想獲取這個(gè)對象鎖時(shí)就會(huì)阻塞住,代碼如下

public class synchronizedTest {
    // 創(chuàng)建一個(gè)靜態(tài)對象作為鎖
    static Object lock = new Object();
    // 初始票數(shù)
    int ticketNum = 20;

    // 獲取票的方法，使用 synchronized 修飾確保線程安全
    public synchronized void getTicket() {
        // 使用當(dāng)前對象作為鎖
        synchronized (this) {
            // 如果票數(shù)已經(jīng)為零，則返回
            if (ticketNum <= 0) {
                return;
            }
            System.out.println(Thread.currentThread().getName() + "搶到一張票,剩余:" + ticketNum);
            // 非原子性操作，扣除一張票
            ticketNum--;
        }
    }

    public static void main(String[] args) {
        // 創(chuàng)建 synchronizedTest 實(shí)例
        synchronizedTest synchronizedTest = new synchronizedTest();
        // 創(chuàng)建并啟動(dòng) 20 個(gè)線程
        for (int i = 0; i < 20; i++) {
            // 調(diào)用獲取票的方法
            new Thread(() -> synchronizedTest.getTicket()).start();
        }
    }
}

通過以上代碼，加synchronized鎖，就可以防止超賣

特別說明:synchronized 關(guān)鍵字的底層實(shí)現(xiàn)涉及到 Java 虛擬機(jī)中的監(jiān)視器（Monitor）機(jī)制。每個(gè) Java 對象都與一個(gè) Monitor 相關(guān)聯(lián)，Monitor 負(fù)責(zé)對象的鎖定和解鎖，以及線程的阻塞和喚醒。

2. Monitor

Monitor 被翻譯為監(jiān)視器，是由jvm提供，c++語言實(shí)現(xiàn)

使用一下簡單代碼中查看monitor，通過javap命令查看clsss的字節(jié)碼

public class MonitorTest {
    static final Object lock = new Object();
    static int counter = 0;
    public static void main(String[] args) {
        synchronized (lock) {
            counter++;
        }
    }
}

圖片

• monitorenter: 上鎖開始的地方
• monitorexit:  解鎖的地方
• 其中被monitorenter和monitorexit包圍住的指令就是上鎖的代碼

思考:為什么會(huì)出現(xiàn)兩個(gè)monitorexit

有兩個(gè)monitorexit的原因，第二個(gè)monitorexit是為了防止鎖住的代碼拋異常后不能及時(shí)釋放鎖在使用了synchornized代碼塊時(shí)需要指定一個(gè)對象，所以synchornized也被稱為對象鎖

monitor主要就是跟這個(gè)對象產(chǎn)生關(guān)聯(lián)，如下圖

圖片

Monitor內(nèi)部具體的存儲(chǔ)結(jié)構(gòu)：

• Owner：存儲(chǔ)當(dāng)前獲取鎖的線程的，只能有一個(gè)線程可以獲取
• EntryList：關(guān)聯(lián)沒有搶到鎖的線程，處于Blocked狀態(tài)的線程
• WaitSet：關(guān)聯(lián)調(diào)用了wait方法的線程，處于Waiting狀態(tài)的線程

具體的流程：

• 代碼進(jìn)入synchorized代碼塊，先讓lock（對象鎖）關(guān)聯(lián)的monitor，然后判斷Owner是否有線程持有
• 如果沒有線程持有，則讓當(dāng)前線程持有，表示該線程獲取鎖成功
• 如果有線程持有，則讓當(dāng)前線程進(jìn)入entryList進(jìn)行阻塞，如果Owner持有的線程已經(jīng)釋放了鎖，在EntryList中的線程去競爭鎖的持有權(quán)（非公平）
• 如果代碼塊中調(diào)用了wait()方法，則會(huì)進(jìn)去WaitSet中進(jìn)行等待

3.面試題

面試官:synchronized關(guān)鍵字的底層原理？

• Synchronized【對象鎖】

• 采用互斥的方式讓同一時(shí)刻至多只有一個(gè)線程能持有【對象鎖】
• 它的底層由monitor實(shí)現(xiàn)的，monitor是jvm級別的對象（ C++實(shí)現(xiàn)），線程獲得鎖需要使用對象（鎖）關(guān)聯(lián)monitor
• 在monitor內(nèi)部有三個(gè)屬性，分別是owner、entrylist、waitset
• 其中owner是關(guān)聯(lián)的獲得鎖的線程，并且只能關(guān)聯(lián)一個(gè)線程；entrylist關(guān)聯(lián)的是處于阻塞狀態(tài)的線程；waitset關(guān)聯(lián)的是處于Waiting狀態(tài)的線程