synchronized底层实现是什么 lock底层是什么?有什么区别?

清疚 2023-10-10 18:19 200阅读 0赞

> **Synchronized原理：**

方法级的同步是隐式，即无需通过字节码指令来控制的，它实现在方法调用和返回操作之中。JVM可以从方法常量池中的方法表结构(method\_info Structure) 中的 ACC\_SYNCHRONIZED 访问标志区分一个方法是否同步方法。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，执行线程将先持有monitor（虚拟机规范中用的是管程一词），然后再执行方法，最后再方法完成(无论是正常完成还是非正常完成)时释放monitor。

代码块的同步是利用monitorenter和monitorexit这两个字节码指令。它们分别位于同步代码块的开始和结束位置。当jvm执行到monitorenter指令时，当前线程试图获取monitor对象的所有权，如果未加锁或者已经被当前线程所持有，就把锁的计数器+1；当执行monitorexit指令时，锁计数器-1；当锁计数器为0时，该锁就被释放了。如果获取monitor对象失败，该线程则会进入阻塞状态，直到其他线程释放锁。

> **Lock原理：**

1.  Lock的存储结构：一个int类型状态值（用于锁的状态变更），一个双向链表（用于存储等待中的线程）
2.  Lock获取锁的过程：本质上是通过CAS来获取状态值修改，如果当场没获取到，会将该线程放在线程等待链表中。
3.  Lock释放锁的过程：修改状态值，调整等待链表。
4.  Lock大量使用CAS+自旋。因此根据CAS特性，lock建议使用在低锁冲突的情况下。

> **Lock与synchronized的区别：**

1.  Lock的加锁和解锁都是由java代码配合native方法（调用操作系统的相关方法）实现的，而synchronize的加锁和解锁的过程是由JVM管理的
2.  当一个线程使用synchronize获取锁时，若锁被其他线程占用着，那么当前只能被阻塞，直到成功获取锁。而Lock则提供超时锁和可中断等更加灵活的方式，在未能获取锁的 条件下提供一种退出的机制。
3.  一个锁内部可以有多个Condition实例，即有多路条件队列，而synchronize只有一路条件队列；同样Condition也提供灵活的阻塞方式，在未获得通知之前可以通过中断线程以 及设置等待时限等方式退出条件队列。
4.  synchronize对线程的同步仅提供独占模式，而Lock即可以提供独占模式，也可以提供共享模式

<table> 
 <thead> 
  <tr> 
   <th>synchronized</th> 
   <th>Lock</th> 
  </tr> 
 </thead> 
 <tbody> 
  <tr> 
   <td>关键字</td> 
   <td>类</td> 
  </tr> 
  <tr> 
   <td>自动加锁和释放锁</td> 
   <td>需要手动调用unlock方法释放锁</td> 
  </tr> 
  <tr> 
   <td>jvm层面的锁</td> 
   <td>API层面的锁</td> 
  </tr> 
  <tr> 
   <td>非公平锁</td> 
   <td>可以选择公平或者非公平锁</td> 
  </tr> 
  <tr> 
   <td>锁是一个对象,并且锁的信息保存在了对象中</td> 
   <td>代码中通过int类型的state标识</td> 
  </tr> 
  <tr> 
   <td>有一个锁升级的过程</td> 
   <td>无</td> 
  </tr> 
 </tbody> 
</table>