Java Synchronized同步机制详解

Java中的synchronized关键字是实现线程同步的主要机制，它通过控制对共享资源的访问来保证线程安全。synchronized可以用于修饰方法或代码块，其底层实现依赖于JVM的监视器锁（Monitor）机制。

同步方法和同步代码块的区别

• 同步方法：当synchronized修饰一个方法时，锁的是当前实例对象（对于非静态方法）或类的Class对象（对于静态方法）。这意味着同一时刻只有一个线程能够执行该方法内的代码。
• 同步代码块：通过synchronized修饰一个代码块，并指定一个锁对象。锁对象可以是任意的Java对象，包括实例对象、类对象或其他对象。同步代码块确保在同一时刻只有一个线程可以执行该代码块中的内容。

同步机制的底层实现

• Monitor机制：每个Java对象在创建时都会关联一个Monitor，用于控制线程对同步代码的互斥访问。线程在进入synchronized代码块时，需通过monitorenter指令获取对象的Monitor所有权；退出时通过monitorexit释放锁。
• 锁的优化与升级：JVM在Java 6后引入了锁升级机制，根据竞争情况动态调整锁状态，依次为：无锁 → 偏向锁 → 轻量级锁 → 重量级锁。这种优化机制可以提高性能，减少线程等待的时间。

其他相关机制

• wait()、notify()、notifyAll()：这些方法必须配合synchronized关键字使用，用于线程间的协作和同步。wait()方法使当前线程进入等待状态，notify()唤醒一个等待线程，notifyAll()唤醒所有等待线程。
• ReentrantLock：ReentrantLock类是可重入、互斥、实现了Lock接口的锁，与synchronized具有相同的基本行为和语义，但提供了更灵活的锁获取和释放操作。
• ReadWriteLock：提供了一种读写分离的锁机制，允许多个线程同时进行读操作，但在进行写操作时，同一时间只允许一个线程进行。
• volatile关键字：确保一个变量在多个线程之间的可见性，即对一个变量的写操作会立即刷新到主内存中，而读操作会从主内存中读取最新的值。
• Atomic类：提供原子操作，确保在多线程环境中操作的原子性，避免数据不一致问题。
• Semaphore信号量：用于控制同时访问某一资源的线程数量。

以上就是Java中synchronized同步机制的详解。