深入剖析synchronized，揭秘Java多线程同步之道**
2023-09-17 10:32:24
正文：
踏入Java多线程的世界，我们不可避免地会遇到synchronized，它就像一位默默无闻的守门人，在多线程的喧嚣中默默守护着共享资源的秩序与安全。synchronized是如何做到这一切的呢？我们一起深入探究它的奥秘。
一、synchronized的本质：Block结构的同步利器
synchronized的本质是一种块结构的同步语法，它允许你在一个代码块内对共享资源进行同步控制。当一个线程进入这个代码块时，它会自动获取该代码块对应的锁，其他线程如果想要访问该代码块，必须等待前一个线程释放锁才能继续执行。这种机制可以保证在同一时刻只有一个线程访问共享资源，从而避免资源竞争和数据不一致的情况发生。
二、synchronized的应用场景：守护共享资源的安全
synchronized的应用场景十分广泛，任何涉及共享资源访问的代码都可以从synchronized的保护中受益。以下是一些常见的应用场景：
-
多线程访问同一个对象时，使用synchronized可以防止多个线程同时修改对象的状态，从而保证数据的一致性。
-
多线程访问同一个集合时，使用synchronized可以防止多个线程同时对集合进行增、删、改、查操作，从而保证集合的完整性和一致性。
-
多线程访问同一个文件时，使用synchronized可以防止多个线程同时对文件进行读写操作，从而保证文件的完整性和一致性。
三、synchronized的实现原理：巧妙利用锁机制
synchronized是如何实现同步的呢？它的背后隐藏着Java虚拟机巧妙的锁机制。Java虚拟机为每个对象都维护了一个锁，当一个线程想要访问一个对象的同步代码块时，它会先尝试获取该对象的锁。如果该锁已经被其他线程持有，那么该线程就会被阻塞，直到该锁被释放。一旦该线程成功获取了该锁，它就可以独占地访问该同步代码块，其他线程都必须等待。
四、synchronized的局限性：性能杀手or并发利器？
synchronized虽然强大，但也存在一些局限性：
-
性能开销： synchronized的锁机制会带来一定的性能开销，特别是在高并发场景下，锁竞争激烈时，可能会导致线程阻塞，进而降低程序的性能。
-
死锁风险： 如果多个线程同时持有不同的锁，并试图获取对方持有的锁，就有可能陷入死锁状态，导致程序无法继续执行。
-
可扩展性问题： synchronized的锁机制是基于对象的，这意味着每个对象都有自己的锁。当系统中对象数量较多时，锁的数量也会随之增多，这可能会导致锁竞争加剧，进而降低程序的性能。
五、synchronized的替代方案：探索Java并发编程新世界
为了克服synchronized的局限性，Java提供了多种并发编程工具和技术，例如ReentrantLock、ReadWriteLock、Semaphore、AtomicInteger等，这些工具和技术可以在不同的场景下提供更灵活、更高效的同步机制。
结语：
synchronized是Java并发编程中的一个基础工具，它通过巧妙的锁机制实现了对共享资源的同步控制，保证了多线程程序的正确性和一致性。然而，synchronized也存在一些局限性，在实际开发中，需要根据具体的场景选择合适的同步机制。随着Java并发编程的不断发展，涌现出多种新的并发编程工具和技术，这些工具和技术可以帮助我们构建更加高效、可扩展的并发程序。
