如题所述
探索Java同步锁(synchronized)的奥秘
Java中的synchronized关键字是实现线程同步的关键工具,它确保了在并发访问共享资源时的原子性、可见性和有序性。自JDK 1.6开始,锁机制进行了优化,底层实现更为高效。本文将通过深入剖析,带你理解synchronized的实现原理,以及monitorenter和monitorexit在其中的作用。
monitorenter:进入监控器的守护者
- 当线程尝试执行monitorenter,它会尝试获取与对象关联的monitor的所有权。如果monitor的进入次数为0,线程会成功进入,并将进入次数设置为1,成为monitor的主人。如果monitor已被其他线程占用,线程会进入等待状态,直到monitor的进入次数减少为0,即主人释放所有权。
monitorexit:退出监控器的仪式
- 线程在执行monitorexit时,必须是monitor的当前拥有者。此时,它会减少进入次数。当进入次数降为0时,线程释放所有权,其他等待的线程有机会获取monitor,继续执行。
Monitor,即ObjectMonitor,是这一切的核心组件,它维护了三个重要列表:竞争列表(cxq,1级缓存)、锁候选者列表(EntryList,2级缓存,自旋等待后竞争)和等待列表(WaitList,wait()后进入,notify后加入EntryList)。理解这些列表的动态变化,有助于深入理解线程间的交互和同步过程。
深入到JVM内部,InterpreterRuntime::monitorenter指令在解释器Runtime中执行,这个过程起始于InterpreterRuntime::monitorenter的调用,然后指向runtime/obj...下的ObjectMonitor::enter和monitorexit。这些关键函数位于src/share/vm/runtime/objectMonitor.cpp中,由博学谷-狂野架构师团队提供,展现了Java同步锁的底层实现。
总结来说,synchronized是通过ObjectMonitor巧妙地控制线程的进出,确保monitorenter和monitorexit的正确执行,从而实现线程间的有序并发。理解这些核心概念,对于编写高效、并发安全的Java代码至关重要。
注:深入理解Monitor的工作原理和源码分析,有助于提高程序性能和避免常见并发问题。