摘要：底層是是通過對象，對象有自己的對象頭，存儲了很多信息，其中一個信息標示是被哪個線程持有。當一個線程執行的代碼出現異常時，其所持有的鎖會自動釋放。

回顧前面：

多線程三分鐘就可以入個門了！

Thread源碼剖析

多線程基礎必要知識點！看了學習多線程事半功倍

只有光頭才能變強！

本文章主要講的是Java多線程加鎖機制，有兩種：

Synchronized

顯式Lock

不得不嘮叨幾句：

在《Java核心技術卷 一》是先講比較難的顯式Lock，而再講的是比較簡單的Synchronized

而《Java并發編程實戰》在前4章零散地講解了Synchronized，將顯式Lock放到了13章

其實都比較坑，如果能先系統講了Synchronized鎖機制，接著講顯式Lock鎖機制，那就很容易理解了。也不需要跨那么多章節。

那么接下來我們就開始吧~

synchronized是Java的一個關鍵字，它能夠將代碼塊(方法)鎖起來

它使用起來是非常簡單的，只要在代碼塊(方法)添加關鍵字synchronized，即可以實現同步的功能~

    public synchronized void test() {
        // 關注公眾號Java3y
        // doSomething
    }

synchronized是一種互斥鎖

一次只能允許一個線程進入被鎖住的代碼塊

synchronized是一種內置鎖/監視器鎖

Java中每個對象都有一個內置鎖(監視器,也可以理解成鎖標記)，而synchronized就是使用對象的內置鎖(監視器)來將代碼塊(方法)鎖定的！

synchronized保證了線程的原子性。(被保護的代碼塊是一次被執行的，沒有任何線程會同時訪問)

synchronized還保證了可見性。(當執行完synchronized之后，修改后的變量對其他的線程是可見的)

Java中的synchronized，通過使用內置鎖，來實現對變量的同步操作，進而實現了對變量操作的原子性和其他線程對變量的可見性，從而確保了并發情況下的線程安全。

我們首先來看一段synchronized修飾方法和代碼塊的代碼：

public class Main {
    //修飾方法
    public synchronized void test1(){

    }

    
    public void test2(){
        // 修飾代碼塊
        synchronized (this){

        }
    }
}

來反編譯看一下：

同步代碼塊：

monitorenter和monitorexit指令實現的

同步方法（在這看不出來需要看JVM底層實現）

方法修飾符上的ACC_SYNCHRONIZED實現。

synchronized底層是是通過monitor對象，對象有自己的對象頭，存儲了很多信息，其中一個信息標示是被哪個線程持有。

具體可參考：

https://blog.csdn.net/chenssy/article/details/54883355

https://blog.csdn.net/u012465296/article/details/53022317

synchronized一般我們用來修飾三種東西：

修飾普通方法

修飾代碼塊

修飾靜態方法

用的鎖是Java3y對象(內置鎖)

public class Java3y {


    // 修飾普通方法，此時用的鎖是Java3y對象(內置鎖)
    public synchronized void test() {
        // 關注公眾號Java3y
        // doSomething
    }

}

用的鎖是Java3y對象(內置鎖)--->this

public class Java3y {
    
    public  void test() {
        
        // 修飾代碼塊，此時用的鎖是Java3y對象(內置鎖)--->this
        synchronized (this){
            // 關注公眾號Java3y
            // doSomething
        }
    }
}

當然了，我們使用synchronized修飾代碼塊時未必使用this，還可以使用其他的對象(隨便一個對象都有一個內置鎖)

所以，我們可以這樣干：

public class Java3y {


    // 使用object作為鎖(任何對象都有對應的鎖標記，object也不例外)
    private Object object = new Object();


    public void test() {

        // 修飾代碼塊，此時用的鎖是自己創建的鎖Object
        synchronized (object){
            // 關注公眾號Java3y
            // doSomething
        }
    }

}

上面那種方式(隨便使用一個對象作為鎖)在書上稱之為-->客戶端鎖，這是不建議使用的。

書上想要實現的功能是：給ArrayList添加一個putIfAbsent()，這需要是線程安全的。

假定直接添加synchronized是不可行的

使用客戶端鎖，會將當前的實現與原本的list耦合了：

書上給出的辦法是使用組合的方式(也就是裝飾器模式)

獲取到的是類鎖(類的字節碼文件對象)：Java3y.class

public class Java3y {

    // 修飾靜態方法代碼塊，靜態方法屬于類方法，它屬于這個類，獲取到的鎖是屬于類的鎖(類的字節碼文件對象)-->Java3y.class
    public synchronized void test() {

        // 關注公眾號Java3y
        // doSomething
    }
}

synchronized修飾靜態方法獲取的是類鎖(類的字節碼文件對象)，synchronized修飾普通方法或代碼塊獲取的是對象鎖。

它倆是不沖突的，也就是說：獲取了類鎖的線程和獲取了對象鎖的線程是不沖突的！

public class SynchoronizedDemo {

    //synchronized修飾非靜態方法
    public synchronized void function() throws InterruptedException {
        for (int i = 0; i <3; i++) {
            Thread.sleep(1000);
            System.out.println("function running...");
        }
    }
    //synchronized修飾靜態方法
    public static synchronized void staticFunction()
            throws InterruptedException {
        for (int i = 0; i < 3; i++) {
            Thread.sleep(1000);
            System.out.println("Static function running...");
        }
    }

    public static void main(String[] args) {
        final SynchoronizedDemo demo = new SynchoronizedDemo();

        // 創建線程執行靜態方法
        Thread t1 = new Thread(() -> {
            try {
                staticFunction();
            } catch (InterruptedException e) {
                e.printStackTrace();
            }
        });

        // 創建線程執行實例方法
        Thread t2 = new Thread(() -> {
            try {
                demo.function();
            } catch (InterruptedException e) {
                e.printStackTrace();
            }
        });
        // 啟動
        t1.start();
        t2.start();
    }
}

結果證明：類鎖和對象鎖是不會沖突的！

我們來看下面的代碼：

public class Widget {

    // 鎖住了
    public synchronized void doSomething() {
        ...
    }
}

public class LoggingWidget extends Widget {

    // 鎖住了
    public synchronized void doSomething() {
        System.out.println(toString() + ": calling doSomething");
        super.doSomething();
    }
}

當線程A進入到LoggingWidget的doSomething()方法時，此時拿到了LoggingWidget實例對象的鎖。

隨后在方法上又調用了父類Widget的doSomething()方法，它又是被synchronized修飾。

那現在我們LoggingWidget實例對象的鎖還沒有釋放，進入父類Widget的doSomething()方法還需要一把鎖嗎？

不需要的！

因為鎖的持有者是“線程”，而不是“調用”。線程A已經是有了LoggingWidget實例對象的鎖了，當再需要的時候可以繼續“開鎖”進去的！

這就是內置鎖的可重入性。

當方法(代碼塊)執行完畢后會自動釋放鎖，不需要做任何的操作。

當一個線程執行的代碼出現異常時，其所持有的鎖會自動釋放。

不會由于異常導致出現死鎖現象~

Lock顯式鎖是JDK1.5之后才有的，之前我們都是使用Synchronized鎖來使線程安全的~

Lock顯式鎖是一個接口，我們來看看：

隨便翻譯一下他的頂部注釋，看看是干嘛用的：

可以簡單概括一下：

Lock方式來獲取鎖支持中斷、超時不獲取、是非阻塞的

提高了語義化，哪里加鎖，哪里解鎖都得寫出來

Lock顯式鎖可以給我們帶來很好的靈活性，但同時我們必須手動釋放鎖

支持Condition條件對象

允許多個讀線程同時訪問共享資源

前面說了，Lock顯式鎖給我們的程序帶來了很多的靈活性，很多特性都是Synchronized鎖沒有的。那Synchronized鎖有沒有存在的必要？？

必須是有的！！Lock鎖在剛出來的時候很多性能方面都比Synchronized鎖要好，但是從JDK1.6開始Synchronized鎖就做了各種的優化(畢竟親兒子，牛逼)

優化操作：適應自旋鎖，鎖消除，鎖粗化，輕量級鎖，偏向鎖。

詳情可參考：https://blog.csdn.net/chenssy/article/details/54883355

所以，到現在Lock鎖和Synchronized鎖的性能其實差別不是很大！而Synchronized鎖用起來又特別簡單。Lock鎖還得顧忌到它的特性，要手動釋放鎖才行(如果忘了釋放，這就是一個隱患)

所以說，我們絕大部分時候還是會使用Synchronized鎖，用到了Lock鎖提及的特性，帶來的靈活性才會考慮使用Lock顯式鎖~

公平鎖理解起來非常簡單：

線程將按照它們發出請求的順序來獲取鎖

非公平鎖就是：

線程發出請求的時可以“插隊”獲取鎖

Lock和synchronize都是默認使用非公平鎖的。如果不是必要的情況下，不要使用公平鎖

公平鎖會來帶一些性能的消耗的

本文講了synchronized內置鎖和簡單描述了一下Lock顯式鎖，總得來說：

synchronized好用，簡單，性能不差

沒有使用到Lock顯式鎖的特性就不要使用Lock鎖了。

Lock鎖這里只是介紹了一些些，明天會詳解它的相關子類和需要注意的地方，敬請期待~

之前在學習操作系統的時候根據《計算機操作系統-湯小丹》這本書也做了一點點筆記，都是比較淺顯的知識點。或許對大家有幫助

操作系統第一篇【引論】

操作系統第二篇【進程管理】

操作系統第三篇【線程】

操作系統第四篇【處理機調度】

操作系統第五篇【死鎖】

操作系統第六篇【存儲器管理】

操作系統第七篇【設備管理】

參考資料：

《Java核心技術卷一》

《Java并發編程實戰》

《計算機操作系統-湯小丹》

https://blog.csdn.net/panweiwei1994/article/details/78483167

http://www.cnblogs.com/dolphin0520/category/602384.html

https://blog.csdn.net/chenssy/article/category/3145247

https://blog.csdn.net/u012465296/article/details/53022317

https://www.cnblogs.com/wxd0108/p/5479442.html

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