Java并发同步机制解析

大家好，今天本人给大家带来文章《Java同步模型详解：并发与同步基础原理》，文中内容主要涉及到，如果你对文章方面的知识点感兴趣，那就请各位朋友继续看下去吧~希望能真正帮到你们，谢谢！

Java同步模型以监视器锁（Monitor）为核心，通过互斥访问与内存可见性保障解决竞态条件，依赖JMM规范线程与主存/工作内存交互，并借助对象内置Monitor、锁升级机制及不同同步语法实现高效线程安全。

Java中的同步模型，核心是围绕监视器锁（Monitor）构建的协作机制，它通过互斥访问 + 内存可见性保障来解决多线程并发下的竞态条件问题。

同步模型依赖Java内存模型（JMM）

JMM定义了线程如何与主内存、工作内存交互。所有共享变量都存于主内存，每个线程拥有自己的工作内存，保存变量副本。没有同步时，线程可能一直读写旧副本，导致数据不一致。

• synchronized在释放锁前，强制将工作内存中修改的变量刷新回主内存
• 在获取锁时，强制从主内存重新读取变量最新值
• 这种“锁进出”行为建立了happens-before关系，确保操作顺序和可见性

底层靠对象监视器（ObjectMonitor）实现

每个Java对象内部都关联一个Monitor，它包含：持有线程标识、锁计数器、EntrySet（等待获取锁的线程队列）、WaitSet（调用wait后挂起的线程队列）。

• 线程执行synchronized代码块时，实际是在争夺该对象Monitor的所有权
• 获取成功 → 计数器+1，成为Owner；再次进入同一锁 → 计数器再+1（可重入）
• 退出同步块 → 计数器-1；归零时释放Monitor，唤醒EntrySet中一个线程竞争

锁状态会动态升级以优化性能

HotSpot虚拟机根据竞争激烈程度自动调整锁实现方式，全程无感但影响显著：

• 无锁状态：对象未被锁定，Mark Word记录哈希码等信息
• 偏向锁：首次加锁仅记录线程ID，后续同一线程进入无需CAS竞争
• 轻量级锁：有竞争时升级，用CAS自旋尝试获取锁，避免阻塞开销
• 重量级锁：自旋失败或竞争持续，线程挂起进系统等待队列，由OS调度唤醒

同步语法对应不同锁对象

写法不同，锁定目标也不同，直接影响线程是否真正互斥：

• 实例方法：锁对象是this，保护当前对象的临界资源
• 静态方法：锁对象是类名.class，跨所有实例全局互斥
• 同步代码块：锁对象可任意指定（推荐私有final对象），粒度更可控，避免锁膨胀

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