并发编程 - synchronized关键字 - 《MYSQL》

synchronized三种用法
synchronized实现原理
synchronized锁升级

参考资料：https://www.cnblogs.com/myseries/p/12213997.html

synchronized三种用法

修饰实例方法，对当前实例对象this加锁
修饰静态方法，对当前类的Class对象加锁
修饰代码块，指定加锁对象，对给定对象加锁

代码实例：

public class SynchronizedDemo {
    //修饰实例方法：锁的是当前实例对象
    public synchronized void test() {
    }
    //修饰静态方法，锁的是当前类的Class对象
    public static synchronized void test2() {
    }
    public void test3() {
        //修饰代码块,锁定指定对象
        synchronized (this) {
        }
        //修饰代码块,锁定指定对象
        synchronized (SynchronizedDemo.class) {
        }
    }
}

synchronized实现原理

Java对象的组成：

对象头
- 标记字段：默认存储对象的HashCode,分代年龄和锁标志位信息。它会根据对象的状态复用自己的存储空间，也就是说在运行期间Mark Word里存储的数据会随着锁标志位的变化而变化
- 类型指针。对象指向它的类元数据的指针，虚拟机通过这个指针来确定这个对象是哪个类的实例。
实例数据：存放类的数据信息，父类的信息
填充字节：由于虚拟机要求对象起始地址必须是8字节的整数倍，填充数据不是必须存在的，仅仅是为了字节对齐。

synchronized修饰代码块和方法的实现原理：

synchronized修饰代码块的实现：进入同步代码块，先执行monitorenter指令，退出同步代码块，执行monitorexit指令，有两个monitorexit指令，一个是正常退出执行的，另一个是异常退出时执行的。
synchronized修饰同步方法的实现：执行方法前，会先判断否有标志位ACC_SYNCHRONIZED，该标记位会隐式去调用monitorenter和monitorexit这两个指令。

synchronized锁升级

在JDK1.6之前synchronized锁是重量级锁，性能很差，因为为操作系统实现线程之间的切换时需要从用户态转换到核心态，这个状态之间的转换需要相对比较长的时间，时间成本相对较高。

JSK1.6之后引入了偏向锁和轻量级锁，对从JVM层面对synchronized较大优化

tips：锁升级过程不可逆。

偏向锁：
大部分情况下只有一个线程进行同步调用，此时就没必要进行加锁，这个锁会偏向第一个获得它的线程，该线程会利用CAS操作，将线程ID插入对象头标记字段中，同时修改偏向锁的标记位。然后再加下来的操作中，会根据调用的线程ID进行对比，如果是第一个线程，则不需要进行加锁，直接执行方法即可，不再需要去进行加锁或者解锁操作，如果线程ID不一致，此时就存在了竞争。此时可能就要根据另外线程的情况，可能是重新偏向，也有可能是做偏向撤销，但大部分情况下就是升级成轻量级锁了。

轻量级锁：
偏向锁失效之后就需要进行锁撤销，锁撤销之后就升级为轻量级锁。
轻量级锁主要有两种：

自旋锁。就是指当有另外一个线程来竞争锁时，这个线程会在原地循环等待，而不是把该线程给阻塞，直到那个获得锁的线程释放锁之后，这个线程就可以马上获得锁的。但是这个过程会消耗CPU，所以适合同步代码块执行的很快的场景

为了解决空循环消耗cpu的问题，必须要给线程空循环设置一个次数，当线程超过了这个次数，我们就认为，继续使用自旋锁就不适合了，此时锁会再次膨胀，升级为重量级锁。

自适应自旋锁。线程空循环等待的自旋次数并非是固定的，而是会动态着根据实际情况来改变自旋等待的次数。

几种锁的优缺点：

错误的加锁方式：

synchronized(newObject()) 每次调用的创建的都是不同的锁，相当于无锁

String，Boolean在实现了都用了享元模式，即值在一定范围内，对象是同一个。所以看似是用了不同的对象，其实用的是同一个对象。会导致一个锁被多个地方使用。

private Integer count;
  public synchronized void test4() {
      synchronized (count) {
      }
  }

正确的加锁方式：

//普通对象锁
  private final Object lock = new Object();
  //静态对象锁
  private static final Object staticLock = new Object();
  public synchronized void test5() {
      synchronized (lock) {
      }
      synchronized (staticLock) {
      }
  }