Java中的synchronized關(guān)鍵字
1、synchronized鎖的底層實現(xiàn)原理
JVM基于進(jìn)入和退出Monitor
對象來實現(xiàn)方法同步和代碼塊同步。代碼塊同步是使用monitorenter
和monitorexit
指令實現(xiàn)的,monitorenter
指令是在編譯后插入到同步代碼塊的開始位置,而monitorexit
是插入到方法結(jié)束處和異常處。任何對象都有一個monitor
與之關(guān)聯(lián),當(dāng)且一個monitor
被持有后,它將處于鎖定狀態(tài)。
根據(jù)虛擬機(jī)規(guī)范的要求,在執(zhí)行monitorenter
指令時,首先要去嘗試獲取對象的鎖,如果這個對象沒被鎖定,或者當(dāng)前線程已經(jīng)擁有了那個對象的鎖,把鎖的計數(shù)器加1;相應(yīng)地,在執(zhí)行monitorexit
指令時會將鎖計數(shù)器減1,當(dāng)計數(shù)器被減到0時,鎖就釋放了。如果獲取對象鎖失敗了,那當(dāng)前線程就要阻塞等待,直到對象鎖被另一個線程釋放為止。
如何判斷這個對象是否被鎖定?對象頭中的MarkWord
字段記錄了該對象的鎖信息。
2、基于synchronized實現(xiàn)單例模式
public class Singleton { private volatile static Singleton uniqueInstance; private Singleton(){ } public static Singleton getUniqueInstance() { //沒有實例化才加鎖 if (uniqueInstance == null) { //給類對象加鎖 synchronized (Singleton.class) { if (uniqueInstance == null) uniqueInstance = new Singleton(); } } return uniqueInstance; } // public static synchronized Singleton getUniqueInstance(){ // if(uniqueInstance==null){ // uniqueInstance = new Singleton(); // } // return uniqueInstance; // } }
首先說一下為什么不采用第二種方式實現(xiàn)單例:不管該對象是否已經(jīng)實例化,都要調(diào)用這個同步方法,會導(dǎo)致大量的線程進(jìn)入阻塞;而采用雙重鎖檢驗,可以在第一次判斷不為空的時候就直接返回,不用進(jìn)入同步代碼塊。
幾個要點:
- 為什么uniqueInstance屬性要用volatile修飾?new操作并非一個原子性操作,分為三個步驟(分配對象的內(nèi)存空間、初始化對象、設(shè)置
uniqueInstance
指向剛分配的內(nèi)存地址),如果不使用volatile
,2和3之間可能發(fā)生指令重排,導(dǎo)致外部訪問到一個還沒有初始化的對象。 - 為什么構(gòu)造方法時私有的?防止對象在其他地方被創(chuàng)建。
- 為什么uniqueInstance是私有靜態(tài)的?私有使得外部只能通過特定的方式去訪問對象,靜態(tài)是因為要在靜態(tài)方法中訪問該對象。
- 為什么getUniqueInstance()方式是公共、靜態(tài)的?public使得外界統(tǒng)一通過訪問該方法獲得對象,static使得程序可以通過類名獲取對象。
- 為什么采用雙重檢測初始化對象?第一次檢測主要用來判斷對象是否已經(jīng)創(chuàng)建,如果已創(chuàng)建則直接返回;第二次檢測是因為:可能有多個線程在第一次檢測中發(fā)現(xiàn)對象為空,同時進(jìn)入同步代碼塊,但只有一個線程會搶到鎖并創(chuàng)建對象,其他線程阻塞排隊等待鎖的釋放。當(dāng)創(chuàng)建對象的線程返回后,阻塞的線程會被喚醒,這時候?qū)ο笠呀?jīng)不為空,所以需要第二次檢測來阻止對象的多次創(chuàng)建。
3、利用類加載實現(xiàn)單例模式(餓漢模式)
public class SingleTon2 { /** 內(nèi)置對象是靜態(tài)的,并且直接創(chuàng)建對象,保證對象在初始化時加載完成 */ public static SingleTon2 instance = new SingleTon2(); /** 構(gòu)造方法私有,防止對象在其他地方被創(chuàng)建 */ private SingleTon2(){ } /** 公共靜態(tài)方法返回對象 */ public static SingleTon2 getInstance(){ return instance; } }
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