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synchronized的实现原理

synchronized的实现原理

作者: 陈大吼 | 来源:发表于2020-11-29 19:55 被阅读0次

    synchronized的语义底层是通过一个monitor的对象来完成。

    Monitor 是线程私有的数据结构,每一个线程都有一个可用monitor record列表,同时还有一个全局的可用列表。每一个被锁住的对象都会和一个monitor关联(对象头的MarkWord中的LockWord指向monitor的起始地址),同时monitor中有一个Owner字段存放拥有该锁的线程的唯一标识,表示该锁被这个线程占用。

    进入时:monitorenter

    每个对象有一个监视器锁(monitor)。当monitor被占用时就会处于锁定状态,线程执行monitorenter指令时尝试获取monitor的所有权,过程如下:1、如果monitor的进入数为0,则该线程进入monitor,然后将进入数设置为1,该线程即为monitor的所有者。2、如果该线程已经占有该monitor,又重新进入,则进入monitor的进入数加1。3、如果其他线程已经占用了monitor,则该线程进入阻塞状态,直到monitor的进入数为0,再重新尝试获取monitor的所有权。

    退出时:monitorexit

    执行monitorexit的线程必须是objectref所对应的monitor的所有者。指令执行时,monitor的进入数减1,如果减1后进入数为0,那线程退出monitor,不再是这个monitor的所有者。其他被这个monitor阻塞的线程可以尝试去获取这个monitor 的所有权。其实wait/notify等方法也依赖于monitor对象,这就是为什么只有在同步的块或者方法中才能调用wait/notify等方法,否则会抛出java.lang.IllegalMonitorStateException的异常的原因。

    当synchronized加在方法前时:

    从反编译的结果来看,方法的同步并没有通过指令monitorenter和monitorexit来完成(其实也可以通过这两条指令来实现)。

    相对于普通方法,其常量池中多了ACC_SYNCHRONIZED标示符。

    JVM就是根据该标示符来实现方法的同步的:当方法被调用时,调用指令将会检查方法的 ACC_SYNCHRONIZED 访问标志是否被设置,如果设置了,执行线程将先获取monitor,获取成功之后才能执行方法体,方法执行完后再释放monitor。在方法执行期间,其他任何线程都无法再获得同一个monitor对象。 其实本质上没有区别,只是方法的同步是一种隐式的方式来实现,无需通过字节码来完成。

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