Synchronized锁的类型及应用场景

synchronized 是 Java 中用于实现线程同步的关键字，它可以用来修饰方法或代码块，确保同一时刻只有一个线程能够执行被 synchronized 修饰的代码。synchronized 锁主要有以下几种类型和应用场景：

Synchronized 锁的类型

1. 对象锁：

   • 实例方法锁：锁定当前实例对象，使用 synchronized 修饰实例方法或代码块，锁的对象是 this。
   • 静态方法锁：锁定当前类的 Class 对象，使用 synchronized 修饰静态方法或代码块，锁的对象是 ClassName.class。

2. 类锁：

   • 锁定整个类，当 synchronized 修饰静态方法或静态代码块时，锁的是类的 Class 对象。这意味着同一时刻只有一个线程能够执行该类的任何静态同步方法或静态同步代码块。

3. 方法锁：

   • 锁定方法，使得同一时刻只有一个线程能够执行该方法。这通常通过在方法声明中使用 synchronized 关键字来实现。

Synchronized 锁的实现原理

synchronized 的实现原理主要依赖于 JVM 中的 Monitor（监视器锁），每个对象都有一个与之关联的 Monitor。当线程尝试获取锁时，它会尝试通过 CAS（Compare and Swap）操作在对象头的 Mark Word 中写入锁信息。如果 CAS 操作成功，线程将获得锁；如果失败，说明有其他线程已经持有锁，当前线程需要等待或自旋等待锁的释放。

Synchronized 锁的升级过程

synchronized 锁会根据竞争情况在偏向锁、轻量级锁和重量级锁之间升级：

1. 偏向锁：适用于没有多线程竞争的场景，通过在对象头中记录线程 ID 来实现快速锁定。
2. 轻量级锁：当多个线程竞争锁时，偏向锁会升级为轻量级锁，通过自旋等待来避免线程阻塞。
3. 重量级锁：当轻量级锁的自旋等待超过一定次数或存在线程阻塞时，锁会升级为重量级锁，通过操作系统的互斥量来实现线程同步。

应用场景

synchronized 锁的应用场景包括但不限于：

• 访问共享资源：当多个线程需要访问共享资源时，使用 synchronized 确保同一时刻只有一个线程能够访问资源。
• 线程安全的数据结构：如 Hashtable、Vector 等线程安全的集合类，它们的方法通常使用 synchronized 来保证线程安全。
• 双重检查锁定：在单例模式的实现中，使用 synchronized 来确保实例的线程安全初始化。