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Synchronized原理
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1. 什么是Synchronized
Synchronized是Java中的一種同步機制，用于保證多線程環(huán)境下的數(shù)據(jù)安全性，它可以保證在同一時刻只有一個線程能夠訪問被修飾的代碼塊或方法，從而避免數(shù)據(jù)不一致的問題。
2. Synchronized的原理
2.1 對象頭和Mark Word
在JVM中，每個對象都有一個對象頭，對象頭中包含一個Mark Word，用于存儲對象的HashCode、GC分代年齡、鎖標(biāo)志位等信息，當(dāng)一個線程獲取到對象鎖時，會在Mark Word中記錄當(dāng)前線程的唯一標(biāo)識，表示該對象已被鎖定。
2.2 Monitor（監(jiān)視器）
每個對象都關(guān)聯(lián)一個Monitor，當(dāng)一個線程進入synchronized修飾的代碼塊時，它會嘗試獲取對象的Monitor，如果Monitor已經(jīng)被其他線程獲取，那么當(dāng)前線程會進入等待隊列，直到Monitor被釋放。
2.3 鎖升級
Java中的鎖有四種狀態(tài)，分別是無鎖、偏向鎖、輕量級鎖和重量級鎖，隨著競爭情況逐漸激烈，鎖會由偏向鎖升級到輕量級鎖，再升級到重量級鎖。
2.3.1 偏向鎖
當(dāng)一個線程第一次訪問一個同步塊時，會將對象頭中的Mark Word設(shè)置為當(dāng)前線程的唯一標(biāo)識，并將鎖標(biāo)志位設(shè)置為偏向鎖，這樣下次該線程再次訪問同步塊時，就無需再次獲取鎖，提高了性能。
2.3.2 輕量級鎖
當(dāng)有其他線程嘗試獲取同一個對象的鎖時，會檢查對象頭中的Mark Word是否為當(dāng)前線程的唯一標(biāo)識，如果不是，則嘗試使用CAS（Compare and Swap）操作將Mark Word替換為當(dāng)前線程的唯一標(biāo)識，如果CAS操作成功，表示獲取到了鎖；否則，表示發(fā)生了競爭，需要將鎖升級為重量級鎖。
2.3.3 重量級鎖
當(dāng)發(fā)生競爭時，鎖會升級為重量級鎖，此時，線程會進入等待隊列，直到Monitor被釋放。
3. Synchronized的使用場景
Synchronized可以用于修飾方法或者代碼塊，保證同一時刻只有一個線程能夠訪問被修飾的部分，常見的使用場景包括：
保證原子性操作：對共享變量的自增操作。
保證可見性：多個線程共享一個資源，需要保證一個線程對資源的修改對其他線程可見。
保證有序性：多個線程按照一定的順序執(zhí)行任務(wù)。
4. Synchronized的優(yōu)缺點
4.1 優(yōu)點
簡單易用：只需在方法或代碼塊前加上synchronized關(guān)鍵字即可。
保證了數(shù)據(jù)的一致性和可見性。
4.2 缺點
性能較低：當(dāng)競爭激烈時，會導(dǎo)致大量的線程阻塞，降低系統(tǒng)性能。
可能導(dǎo)致死鎖：當(dāng)多個線程互相等待對方釋放鎖時，可能導(dǎo)致死鎖。
新聞名稱：synchronzed原理
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