Java关键字synchronized原理与锁的状态实例分析
学习知识要善于思考,思考,再思考!今天golang学习网小编就给大家带来《Java关键字synchronized原理与锁的状态实例分析》,以下内容主要包含等知识点,如果你正在学习或准备学习文章,就都不要错过本文啦~让我们一起来看看吧,能帮助到你就更好了!
一、Java中锁的概念
自旋锁:是指当一个线程获取锁的时候,如果锁已经被其它线程获取,那么该线程将循环等待,然后不断的判断锁是否能被成功获取,直到获取到锁才会退出循环。
乐观锁:假定没有冲突,在修改数据时如果发现数据和之前获取的不一致,则读最新数据,重试修改。
悲观锁:假定会发生并发冲突,同步所有对数据的相关操作,从读数据就开始上锁。
独享锁(写):给资源加上写锁,线程可以修改资源,其它线程不能再加锁(单写)。
共享锁(读):给资源加上读锁后只能读不能修改,其它线程也只能加读锁,不能加写锁(多度)。看成Semaphore(信号量)理解即可。
可重入锁&不可重入锁:线程拿到一把锁之后,可以自由进入同一把锁所同步的其它代码。
公平锁&非公平锁:争抢锁的顺序,如果是按先来后到,则为公平。即能保证抢锁的顺序和抢到锁的顺序一致则为公平锁。
二、同步关键字synchronized特性
特性:可重入、独享、悲观锁。
锁相关的优化:
锁消除 :开启锁消除的参数有
-XX:+DoEscapeAnalysis、-XX:+EliminateLocks。锁粗化:JDK做了锁粗化的优化,但我们自己可从代码层面优化。
1、锁消除示例
/**
* 锁消除示例,JIT即时编译,进行了锁消除
* @author 刘亚楼
* @date 2020/1/16
*/
public class LockEliminationExample {
/**
* StringBuilder线程不安全,StringBuffer用了synchronized关键字,是线程安全的
* 针对下面这种单线程加锁、解锁操作,JIT会进行优化,进行锁消除
*/
public static void eliminateLock() {
StringBuffer stringBuffer = new StringBuffer();
stringBuffer.append("a");
stringBuffer.append("b");
stringBuffer.append("c");
stringBuffer.append("a");
stringBuffer.append("b");
stringBuffer.append("c");
stringBuffer.append("a");
stringBuffer.append("b");
stringBuffer.append("c");
}
}2、锁粗化示例
/**
* 锁粗化示例
* @author 刘亚楼
* @date 2020/1/16
*/
public class LockCoarseningExample {
/**
* 针对下面这种无意义的加锁操作,JIT会进行优化,对变量i的所有操作放到一个同步代码块里
*/
public static void lockCoarsening() {
int i = 0;
synchronized (LockCoarseningExample.class) {
i++;
}
synchronized (LockCoarseningExample.class) {
i--;
}
synchronized (LockCoarseningExample.class) {
i++;
}
synchronized (LockCoarseningExample.class) {
i++;
i--;
i++;
}
}
}备注:锁消除和锁粗化的区别在于锁消除是针对单个线程重复加解锁做的优化,最终没有锁的存在。而锁粗化不只是针对单线程,且最终还是有锁的存在。
三、synchronized关键字原理
1、关于Mark Word
首先,对象在堆中由对象头、实例数据和对齐填充组成。
对象头包含两部分信息,第一部分用于存储对象自身的运行时数据,如哈希码、GC分代年龄、锁状态标志、线程持有的锁、偏向锁id等,这部分数据官方称为"Mark Word"。
对象头的另一部分是类型指针,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。
synchronized实现的锁是通过改变对象头的"Mark Word"来实现的。
"Mard Word"在32位和64位的虚拟机(未开启压缩指针)中分别为32位和64位。32位虚拟机"Mark Word"如下:

2、锁的状态变化
(1) 无锁 → 轻量级锁
无锁变成轻量级锁时,多个线程会读取对象的对象头的无锁状态mark word内容,然后进行cas操作进行修改,预期值是无锁状态mark word内容,新值是轻量级锁状态mark word内容,若修改成功,Lock record address指向成功获取锁的线程的Lock Record。
演示流程如下:

(2) 轻量级锁 → 重量级锁
由于未成功获取锁的线程会自旋,长时间自旋会消耗CPU资源,因此自旋到一定次数会进行锁升级,由轻量级锁转变为重量级锁。
重量级锁是通过object monitor(对象监视器)实现的,对象监视器包括entryList(锁池)、owner(持锁者)、waitSet(等待集合)等。
升级为重量级锁时对象头mark word的内容是monitor address(对象监视器地址),指向对象监视器。
演示流程如下:

备注:抢锁失败线程会进入entryList(锁池),在调用wait方法后,线程会进入waitSet(等待集合),waitSet中的线程被唤醒后会重新进入entryList。
(3) 关于偏向锁
加锁之后不解锁,针对单线程
所谓偏向就是偏心,单线程加锁之后就不再解锁,减少了加锁→业务处理→释放锁→加锁操作流程。
在JDK6以后,默认已经开启了偏向锁这个优化,通过JVM参数-XX:-UseBiasedLocking来禁用偏向锁,若偏向锁开启,只有一个线程抢锁,可获取到偏向锁。
关于偏向锁Mark Word内容如下:

偏向标记第一次有用,出现过争用后就没用了。
偏向锁本质就是无锁,如果没有发生过任何多线程争抢锁的情况,JVM认为就是单线程,无需做同步。
备注:JVM为了少干活,同步在JVM底层是有很多操作来实现的,如果没有争用,就不需要去做同步操作。
(4) 完整的锁升级过程
如果未开启偏向锁,无锁状态会先升级为轻量级锁,轻量级锁自选到一定程度升级为重量级锁。
如果开启了偏向锁,有两种情况:
当锁未被占用时,会升级为无锁,无锁再升级为轻量级锁,再由轻量级锁升级为重量级锁。
当锁被占用时,会升级为轻量级锁,再由轻量级锁升级到重量级锁。

文中关于java,synchronized的知识介绍,希望对你的学习有所帮助!若是受益匪浅,那就动动鼠标收藏这篇《Java关键字synchronized原理与锁的状态实例分析》文章吧,也可关注golang学习网公众号了解相关技术文章。
欧阳明高院士力挺插电混动技术:全面超越,未来已来!
- 上一篇
- 欧阳明高院士力挺插电混动技术:全面超越,未来已来!
- 下一篇
- win10教育版过期了怎么激活激活方法
-
- 文章 · java教程 | 1星期前 | map · 并发安全 · 缓存设计 · Java教程 · java optional concurrenthashmap computeIfAbsent Map缓存
- Java computeIfAbsent 缓存初始化实战:少写判断、避开空值和并发坑
- 236浏览 收藏
-
- 文章 · java教程 | 1星期前 | Java · 异步编程 · 后端开发 · CompletableFuture · 接口聚合 · java 结果合并 completablefuture 并行调用 超时兜底
- Java CompletableFuture 多接口聚合完整流程:并行调用、超时兜底和结果合并
- 428浏览 收藏
-
- 文章 · java教程 | 1星期前 | Java · 线程安全 · DateTimeFormatter · 日期处理 · 并发问题 · java 线程安全 日期格式化 threadlocal SimpleDateFormat DateTimeFormatter
- Java SimpleDateFormat 日期偶发错乱怎么办:从共享实例到线程安全一步步排查
- 481浏览 收藏
-
- 文章 · java教程 | 1星期前 | http接口 · httpclient · Java教程 · 接口调试 · 超时处理 · java 接口调用 httpclient 超时控制 状态码 响应体
- Java HttpClient 调接口实战:超时、状态码和响应体这样处理
- 224浏览 收藏
-
- 文章 · java教程 | 1星期前 | 时间处理 · instant · Java教程 · 时区转换 · DateTimeFormatter · java DateTimeFormatter java.time 时区处理 ZoneId INSTANT
- Java 时间与时区处理实战:Instant、ZoneId 和 DateTimeFormatter 怎么配
- 461浏览 收藏
-
- 文章 · java教程 | 1星期前 | Java · Stream · 集合统计 · 分组聚合 · Collectors · java Stream Collectors groupingBy counting summarizingInt
- Java Stream 分组统计实战:groupingBy、counting 和 summarizingInt 怎么用
- 478浏览 收藏
-
- 前端进阶之JavaScript设计模式
- 设计模式是开发人员在软件开发过程中面临一般问题时的解决方案,代表了最佳的实践。本课程的主打内容包括JS常见设计模式以及具体应用场景,打造一站式知识长龙服务,适合有JS基础的同学学习。
- 543次学习
-
- GO语言核心编程课程
- 本课程采用真实案例,全面具体可落地,从理论到实践,一步一步将GO核心编程技术、编程思想、底层实现融会贯通,使学习者贴近时代脉搏,做IT互联网时代的弄潮儿。
- 516次学习
-
- 简单聊聊mysql8与网络通信
- 如有问题加微信:Le-studyg;在课程中,我们将首先介绍MySQL8的新特性,包括性能优化、安全增强、新数据类型等,帮助学生快速熟悉MySQL8的最新功能。接着,我们将深入解析MySQL的网络通信机制,包括协议、连接管理、数据传输等,让
- 500次学习
-
- JavaScript正则表达式基础与实战
- 在任何一门编程语言中,正则表达式,都是一项重要的知识,它提供了高效的字符串匹配与捕获机制,可以极大的简化程序设计。
- 487次学习
-
- 从零制作响应式网站—Grid布局
- 本系列教程将展示从零制作一个假想的网络科技公司官网,分为导航,轮播,关于我们,成功案例,服务流程,团队介绍,数据部分,公司动态,底部信息等内容区块。网站整体采用CSSGrid布局,支持响应式,有流畅过渡和展现动画。
- 485次学习
-
- ljg-skills
- ljg-skills 是李继刚开源的 AI 技能与提示词集合,面向大模型使用者整理了一批可复用的 prompt、角色设定和任务技能模板,适合用于学习提示词设计、搭建个人 AI 工作流和沉淀团队常用智能体能力。
- 1745次使用
-
- MELO音乐
- MELO音乐是一站式AI视频与音乐制作助手,对标suno, udio的高品质体验。提供伴奏生成、原创写词、无损导出、哼唱识曲、混音变声等全套音频与短视频编辑工具。无论是流行Kpop、电音说唱、民谣古风、摇滚儿歌还是商用轻音乐,MELO为你免费谱曲,轻松做同款!
- 1682次使用
-
- UniScribe
- UniScribe 是一款 AI 音视频转文字与内容整理工具,支持上传音频、视频文件或粘贴 YouTube 链接,自动生成转写文本、摘要、思维导图和关键问题,并支持多格式导出,适合会议记录、课程学习、访谈整理和内容创作复盘。
- 1618次使用
-
- 剧云
- 剧云是专业中文剧本创作平台,安全稳定运行十余年,集成AI编剧、剧本医生审核、人物小传、剧情关系图、大纲编写、多人协作、Word导入导出、版权管控功能,数据安全防护,轻松高效创作剧本。
- 1819次使用
-
- 万象有声
- 万象有声,一个专为有声创作者打造的新一代智能有声内容创作平台。平台提供专业的智能拆章、智能画本编辑、AI配音、AI生成音效、后期制作、智能对轨、智能审听等有声创作全流程工具,可以帮助创作者高效、低成本创作出引人入胜的有声作品。立即体验,让有声书制作更简单!
- 1804次使用
-
- 矩阵主副对角线快速定位技巧
- 2026-05-31 501浏览
-
- Java多态优化流程代码与行为分发改进
- 2026-05-26 501浏览
-
- JVM 类元数据双亲委派链表深度解析
- 2026-05-21 501浏览
-
- 反射异常处理:InvocationTargetException解析与应用
- 2026-05-16 501浏览
-
- 怎么通过 HTML 的 accesskey 属性为网页中的按钮或链接设置键盘快捷键
- 2026-05-04 501浏览

