总结
每个对象有一个监视器锁(monitor)。下面两个方式,本质上都是通过监视器锁(monitor)来控制
- 同步代码块是通过 monitorenter 和 monitorexit 指令获取线程的执行权
- 同步方法通过加 ACC_SYNCHRONIZED 标识实现线程的执行权的控制
"同步代码块"的原理
我们先通过反编译下面的代码来看看Synchronized是如何实现对代码块进行同步的:
package com.paddx.test.concurrent; public class SynchronizedDemo { public void method() { synchronized (this) { System.out.println("Method 1 start"); } } }
反编译结果:
关于这两条指令的作用,我们直接参考JVM规范中描述:
monitorenter
这段话的大概意思为:
每个对象有一个监视器锁(monitor)。当monitor被占用时就会处于锁定状态,线程执行monitorenter指令时尝试获取monitor的所有权,过程如下:
1、如果monitor的进入数为0,则该线程进入monitor,然后将进入数设置为1,该线程即为monitor的所有者。
2、如果线程已经占有该monitor,只是重新进入,则进入monitor的进入数加1.
3.如果其他线程已经占用了monitor,则该线程进入阻塞状态,直到monitor的进入数为0,再重新尝试获取monitor的所有权。
monitorexit
这段话的大概意思为:
执行monitorexit的线程必须是objectref所对应的monitor的所有者。
指令执行时,monitor的进入数减1,如果减1后进入数为0,那线程退出monitor,不再是这个monitor的所有者。其他被这个monitor阻塞的线程可以尝试去获取这个 monitor 的所有权。
通过这两段描述,我们应该能很清楚的看出Synchronized的实现原理,Synchronized的语义底层是通过一个monitor的对象来完成,其实wait/notify等方法也依赖于monitor对象,这就是为什么只有在同步的块或者方法中才能调用wait/notify等方法,否则会抛出java.lang.IllegalMonitorStateException的异常的原因。
"同步方法"的原理
我们再来看一下同步方法的反编译结果:
源代码:
package com.paddx.test.concurrent; public class SynchronizedMethod { public synchronized void method() { System.out.println("Hello World!"); } }
反编译结果:
从反编译的结果来看,方法的同步并没有通过指令monitorenter和monitorexit来完成(理论上其实也可以通过这两条指令来实现),不过相对于普通方法,其常量池中多了ACC_SYNCHRONIZED标示符。JVM就是根据该标示符来实现方法的同步的:当方法调用时,调用指令将会检查方法的 ACC_SYNCHRONIZED 访问标志是否被设置,如果设置了,执行线程将先获取monitor,获取成功之后才能执行方法体,方法执行完后再释放monitor。在方法执行期间,其他任何线程都无法再获得同一个monitor对象。 其实本质上没有区别,只是方法的同步是一种隐式的方式来实现,无需通过字节码来完成。