Java内置锁synchronized的实现原理

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简述
Java中每个对象都可以用来实现一个同步的锁,这些锁被称为内置锁(Intrinsic Lock)或监视器锁(Monitor Lock)。

具体表现形式如下:

1、普通同步方法,锁的是当前实例对象

2、静态同步方法,锁的是当前Class对象

3、对于同步代码块,锁的是Synchronized括号中的代码块

线程在进入同步代码块之前会自动获取锁,并且在退出同步代码块时自动释放锁,无论是通过正常路径退出,还是通过代码块中抛出异常退出。获得内置锁的唯一途径就是进入由这个锁保护的同步方法或代码块。

从 JVM 规范 中 可以 看到 Synchonized 在 JVM 里 的 实现 原理, JVM 基于 进入 和 退出 Monitor 对象 来 实现 方法 同步 和 代码 块 同步, 但 两者 的 实现 细节 不一样。 代码 块 同步 是 使用 monitorenter 和 monitorexit 指令 实现 的, 而 方法 同步 是 使用 另外 一种 方式 实现 的, 细节 在 JVM 规范 里 并没有 详细 说明。 但是, 方法 的 同步 同样 可以 使用 这 两个 指令 来 实现。

monitorenter 指令 是在 编译 后 插入 到 同步 代码 块 的 开始 位置, 而 monitorexit 是 插入 到 方法 结束 处 和 异常 处, JVM 要 保证 每个 monitorenter 必须 有 对应 的 monitorexit 与之 配对。 任何 对象 都有 一个 monitor 与之 关联, 当 且 一个 monitor 被 持有 后, 它将 处于 锁定 状态。 线程 执行 到 monitorenter 指令时, 将会 尝试 获取 对象 所 对应 的 monitor 的 所有权, 即 尝试 获得 对象 的 锁。

对象的内存布局

在HotSpot虚拟机中,对象在内存中存储的布局可以分为3块区域:对象头(Header)、实例数据(Instance Data)和对齐填充(Padding)。

synchronized 用的锁 是 存在 对象头 中。
如果 对象是数组类型, 则虚拟机用 3 个字 宽( Word) 存储 对 象头, 如果对象是非数组类型, 则用 2字宽存储 对 象头。 在 32位虚拟 机中, 1 字 宽 等于 4 字节, 即 32bit。

  • HotSpot虚拟机的对象头包括两部分信息:

  1. Mark Word   第一部分用于存储对象自身的运行时数据,如哈希码(HashCode)、GC分代年龄、锁状态标志、线程持有的锁、偏向线程ID、偏向时间戳等,这部分数据的长度在32位和64位的虚拟机(未开启压缩指针)中分别为32bit和64bit。
  2. 类型指针       对象头的另外一部分是类型指针,即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。并不是所有的虚拟机实现都必须在对象数据上保留类型指针,换句话说,查找对象的元数据信息并不一定要经过对象本身,这点将在2.3.3节讨论。

  • 实例数据部分是对象真正存储的有效信息,也是在程序代码中所定义的各种类型的字段内容。无论是从父类继承下来的,还是在子类中定义的,都需要记录起来。这部分的存储顺序会受到虚拟机分配策略参数(FieldsAllocationStyle)和字段在Java源码中定义顺序的影响。
  • 对齐填充并不是必然存在的,也没有特别的含义,它仅仅起着占位符的作用

      详见 https://www.cnblogs.com/kaleidoscope/p/9699329.html 

以上是 Java内置锁synchronized的实现原理 的全部内容, 来源链接: utcz.com/z/394380.html

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