轉：【Java並發編程】之七：使用synchronized擷取互斥鎖的幾點說明

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    在並發編程中，多線程同時並發訪問的資源叫做臨界資源，當多個線程同時訪問對象並要求操作相同資源時，分割了原子操作就有可能出現資料的不一致或資料不完整的情況，為避免這種情況的發生，我們會採取同步機制，以確保在某一時刻，方法內只允許有一個線程。

      採用synchronized修飾符實現的同步機制叫做互斥鎖機制，它所獲得的鎖叫做互斥鎖。每個對象都有一個monitor(鎖標記)，當線程擁有這個鎖標記時才能訪問這個資源，沒有鎖標記便進入鎖池。任何一個對象系統都會為其建立一個互斥鎖，這個鎖是為了分配給線程的，防止打斷原子操作。每個對象的鎖只能分配給一個線程，因此叫做互斥鎖。

 

      這裡就使用同步機制擷取互斥鎖的情況，進行幾點說明：

      1、如果同一個方法內同時有兩個或更多線程，則每個線程有自己的局部變數拷貝。

      2、類的每個執行個體都有自己的對象層級鎖。當一個線程訪問執行個體對象中的synchronized同步代碼塊或同步方法時，該線程便擷取了該執行個體的對象層級鎖，其他線程這時如果要訪問synchronized同步代碼塊或同步方法，便需要阻塞等待，直到前面的線程從同步代碼塊或方法中退出，釋放掉了該對象層級鎖。

      3、訪問同一個類的不同執行個體對象中的同步代碼塊，不存在阻塞等待擷取對象鎖的問題，因為它們擷取的是各自執行個體的對象層級鎖，相互之間沒有影響。

      4、持有一個對象層級鎖不會阻止該線程被交換出來，也不會阻塞其他線程訪問同一樣本對象中的非synchronized代碼。當一個線程A持有一個對象層級鎖（即進入了synchronized修飾的代碼塊或方法中）時，線程也有可能被交換出去，此時線程B有可能擷取執行該對象中代碼的時間，但它只能執行非同步代碼（沒有用synchronized修飾），當執行到同步代碼時，便會被阻塞，此時可能線程規劃器又讓A線程運行，A線程繼續持有對象層級鎖，當A線程退出同步代碼時（即釋放了對象層級鎖），如果B線程此時再運行，便會獲得該對象層級鎖，從而執行synchronized中的代碼。

     5、持有對象層級鎖的線程會讓其他線程阻塞在所有的synchronized代碼外。例如，在一個類中有三個synchronized方法a，b，c，當線程A正在執行一個執行個體對象M中的方法a時，它便獲得了該對象層級鎖，那麼其他的線程在執行同一執行個體對象（即對象M）中的代碼時，便會在所有的synchronized方法處阻塞，即在方法a，b，c處都要被阻塞，等線程A釋放掉對象層級鎖時，其他的線程才可以去執行方法a，b或者c中的代碼，從而獲得該對象層級鎖。

     6、使用synchronized（obj）同步語句塊，可以擷取指定對象上的對象層級鎖。obj為對象的引用，如果擷取了obj對象上的對象層級鎖，在並發訪問obj對象時時，便會在其synchronized代碼處阻塞等待，直到擷取到該obj對象的對象層級鎖。當obj為this時，便是擷取當前對象的對象層級鎖。

     7、類層級鎖被特定類的所有樣本共用，它用於控制對static成員變數以及static方法的並發訪問。具體用法與對象層級鎖相似。

    8、互斥是實現同步的一種手段，臨界區、互斥量和訊號量都是主要的互斥實現方式。synchronized關鍵字經過編譯後，會在同步塊的前後分別形成monitorenter和monitorexit這兩個位元組碼指令。根據虛擬機器規範的要求，在執行monitorenter指令時，首先要嘗試擷取對象的鎖，如果獲得了鎖，把鎖的計數器加1，相應地，在執行monitorexit指令時會將鎖計數器減1，當計數器為0時，鎖便被釋放了。由於synchronized同步塊對同一個線程是可重新進入的，因此一個線程可以多次獲得同一個對象的互斥鎖，同樣，要釋放相應次數的該互斥鎖，才能最終釋放掉該鎖。

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