面试官：有了解过Synchronized吗 说说看("面试官提问：你对Synchronized了解多少？详细谈谈")

面试官提问：你对Synchronized了解多少？详细谈谈

在Java多线程编程中，synchronized关键字是一个非常重要的同步机制，用于控制多个线程对共享资源的访问。下面我将详细介绍synchronized的相关知识。

1. Synchronized的基本概念

synchronized关键字可以用于方法或代码块，确保同一时刻只有一个线程可以执行某个方法或代码块。它提供了内置的锁机制，当一个线程访问一个对象的synchronized方法或代码块时，其他线程必须等待该线程执行完毕才能继续执行。

2. Synchronized的使用做法

synchronized关键字有两种使用做法：修饰方法和修饰代码块。

2.1 修饰方法

当synchronized修饰一个方法时，它的锁对象是当前实例对象实例（对于实例方法）或类的Class对象（对于静态方法）。

public synchronized void synchronizedMethod() {
    // 方法体
}
    

2.2 修饰代码块

当synchronized修饰代码块时，需要指定一个锁对象。进入同步代码块之前，线程必须获得指定锁对象的锁。

public void synchronizedBlock() {
    synchronized(this) {
        // 代码块
    }
}
    

3. Synchronized的锁机制

synchronized通过Monitor（监视器）来实现锁机制。Monitor是一种数据结构，每个Java对象都可以作为Monitor。Monitor中有两种状态：锁定状态和非锁定状态。

• 当线程尝试进入一个同步块或同步方法时，如果Monitor处于锁定状态，线程将被挂起，并进入等待状态。
• 当Monitor的锁定状态变为非锁定状态时，等待在该Monitor上的线程会被唤醒，并尝试获取锁。

4. Synchronized的优化

Java虚拟机（JVM）对synchronized进行了优化，核心包括以下几种：

• 偏向锁：当锁被一个线程访问后，如果没有其他线程竞争，这个锁会偏向于这个线程。
• 轻量级锁：当没有竞争或竞争不激烈时，使用轻量级锁来避免使用重量级的操作系统互斥量。
• 自旋锁：当线程尝试获取一个已经被其他线程持有的锁时，它会循环检查锁是否已经释放，而不是立即挂起。

5. Synchronized的注意事项

在使用synchronized时，需要注意以下几点：

• 避免在同步块或同步方法中调用其他同步方法，以降低锁的粒度。
• 尽量降低同步块或同步方法的长度，以降低线程等待时间。
• 避免在同步块或同步方法中执行I/O操作或调用外部资源，以降低锁的持有时间。
• 避免使用synchronized来控制非线程保险的操作，如修改数组大小。

6. Synchronized与ReentrantLock的比较

synchronized和ReentrantLock都是Java中的锁机制，但它们有以下不同之处：

• synchronized是Java关键字，编译器会在编译时自动插入锁操作指令；而ReentrantLock是Java类，需要手动加锁和解锁。
• ReentrantLock提供了更灵活的锁操作，如尝试非阻塞地获取锁、尝试在给定时间内获取锁、中断等待锁的线程等。
• ReentrantLock拥护公平锁和非公平锁，而synchronized只能拥护非公平锁。
• ReentrantLock需要手动处理异常，而synchronized会自动释放锁。

7. 总结

synchronized是Java多线程编程中常用的同步机制，通过内置的锁机制来保证线程保险。懂得synchronized的原理和优化策略，以及怎样正确使用它，对于编写高效、稳定的多线程程序至关重要。

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