1. synchronized的基本使用

在現實場景中，搶票代碼，如果不加鎖，就會出現超賣或者一張票賣給多個人

Synchronized對象鎖采用互斥的方式讓同一時刻至多只有一個線程能持有對象鎖，其它線程再想獲取這個對象鎖時就會阻塞住,代碼如下

public class synchronizedTest {
    // 創建一個靜態對象作為鎖
    static Object lock = new Object();
    // 初始票數
    int ticketNum = 20;

    // 獲取票的方法，使用 synchronized 修飾確保線程安全
    public synchronized void getTicket() {
        // 使用當前對象作為鎖
        synchronized (this) {
            // 如果票數已經為零，則返回
            if (ticketNum <= 0) {
                return;
            }
            System.out.println(Thread.currentThread().getName() + "搶到一張票,剩余:" + ticketNum);
            // 非原子性操作，扣除一張票
            ticketNum--;
        }
    }

    public static void main(String[] args) {
        // 創建 synchronizedTest 實例
        synchronizedTest synchronizedTest = new synchronizedTest();
        // 創建并啟動 20 個線程
        for (int i = 0; i < 20; i++) {
            // 調用獲取票的方法
            new Thread(() -> synchronizedTest.getTicket()).start();
        }
    }
}

通過以上代碼，加synchronized鎖，就可以防止超賣

特別說明:synchronized 關鍵字的底層實現涉及到 Java 虛擬機中的監視器（Monitor）機制。每個 Java 對象都與一個 Monitor 相關聯，Monitor 負責對象的鎖定和解鎖，以及線程的阻塞和喚醒。

2. Monitor

Monitor 被翻譯為監視器，是由jvm提供，c++語言實現

使用一下簡單代碼中查看monitor，通過javap命令查看clsss的字節碼

public class MonitorTest {
    static final Object lock = new Object();
    static int counter = 0;
    public static void main(String[] args) {
        synchronized (lock) {
            counter++;
        }
    }
}

圖片

• monitorenter: 上鎖開始的地方
• monitorexit:  解鎖的地方
• 其中被monitorenter和monitorexit包圍住的指令就是上鎖的代碼

思考:為什么會出現兩個monitorexit

有兩個monitorexit的原因，第二個monitorexit是為了防止鎖住的代碼拋異常后不能及時釋放鎖在使用了synchornized代碼塊時需要指定一個對象，所以synchornized也被稱為對象鎖

monitor主要就是跟這個對象產生關聯，如下圖

圖片

Monitor內部具體的存儲結構：

• Owner：存儲當前獲取鎖的線程的，只能有一個線程可以獲取
• EntryList：關聯沒有搶到鎖的線程，處于Blocked狀態的線程
• WaitSet：關聯調用了wait方法的線程，處于Waiting狀態的線程

具體的流程：

• 代碼進入synchorized代碼塊，先讓lock（對象鎖）關聯的monitor，然后判斷Owner是否有線程持有
• 如果沒有線程持有，則讓當前線程持有，表示該線程獲取鎖成功
• 如果有線程持有，則讓當前線程進入entryList進行阻塞，如果Owner持有的線程已經釋放了鎖，在EntryList中的線程去競爭鎖的持有權（非公平）
• 如果代碼塊中調用了wait()方法，則會進去WaitSet中進行等待

3.面試題

面試官:synchronized關鍵字的底層原理？

• Synchronized【對象鎖】

• 采用互斥的方式讓同一時刻至多只有一個線程能持有【對象鎖】
• 它的底層由monitor實現的，monitor是jvm級別的對象（ C++實現），線程獲得鎖需要使用對象（鎖）關聯monitor
• 在monitor內部有三個屬性，分別是owner、entrylist、waitset
• 其中owner是關聯的獲得鎖的線程，并且只能關聯一個線程；entrylist關聯的是處于阻塞狀態的線程；waitset關聯的是處于Waiting狀態的線程