深入浅出：揭秘Synchronized的锁重入和锁膨胀行为

深入理解 Java 中的锁重入和锁膨胀

在多线程编程中，同步至关重要，它确保多个线程同时访问共享资源时数据的完整性和安全性。synchronized 是 Java 中用于同步的一种重要工具，它允许我们深入了解锁重入和锁膨胀的行为。

锁重入

锁重入是指一个线程已经持有某个对象的锁，然后再次尝试获取同一对象的锁。在 Java 中，锁重入是允许的。也就是说，一个线程可以多次获取同一个对象的锁。但是，当一个线程已经持有某个对象的锁时，如果它再次尝试获取同一对象的锁，则该线程将被阻塞，直到它释放已持有的锁。

锁膨胀

锁膨胀是指一个线程在获取某个对象的锁时，由于该对象已经被其他线程持有，导致该线程被阻塞。锁膨胀可能会导致严重的性能问题，尤其是在多个线程同时争用同一个对象的锁时。

避免锁膨胀

为了避免锁膨胀，我们可以采取以下措施：

• 尽量缩小锁的使用范围。
• 使用更细粒度的锁。
• 避免在锁内执行耗时的操作。
• 使用锁池来管理锁。

代码示例

以下是一个演示锁重入和锁膨胀行为的代码示例：

public class SynchronizedDemo {
    private int count = 0;

    public synchronized void increment() {
        count++;
    }

    public static void main(String[] args) {
        SynchronizedDemo demo = new SynchronizedDemo();

        Thread thread1 = new Thread(() -> {
            for (int i = 0; i < 100000; i++) {
                demo.increment();
            }
        });

        Thread thread2 = new Thread(() -> {
            for (int i = 0; i < 100000; i++) {
                demo.increment();
            }
        });

        thread1.start();
        thread2.start();

        try {
            thread1.join();
            thread2.join();
        } catch (InterruptedException e) {
            e.printStackTrace();
        }

        System.out.println("Final count: " + demo.count);
    }
}

在这个示例中，两个线程同时争用同一对象的锁，这将导致锁膨胀。为了避免锁膨胀，我们可以将 increment() 方法中的 synchronized 替换为 ReentrantLock 类。

真实世界的例子

锁重入和锁膨胀在实际应用中很常见。例如，在数据库系统中，多个线程可能同时访问同一个数据库表。如果这些线程没有正确使用 synchronized 关键字，则可能会导致锁膨胀，进而导致数据库性能下降。

结论

锁重入和锁膨胀是 Java 多线程编程中两个重要的概念。理解和掌握这些概念对于编写高效、可扩展的多线程应用程序至关重要。本文深入剖析了 synchronized 的锁重入和锁膨胀行为，并提供了代码示例和实际应用，帮助你理解如何在 Java 项目中有效地使用 synchronized 。

常见问题解答

• 锁重入有什么好处？
  锁重入允许一个线程多次获取同一个对象的锁，这对于在循环或递归方法中需要获取锁的情况非常有用。
• 锁膨胀会造成什么问题？
  锁膨胀会严重影响性能，尤其是在多个线程争用同一对象的锁时。
• 如何检测锁膨胀？
  可以使用性能分析工具，如 JProfiler 或 VisualVM，来检测锁膨胀。
• 避免锁膨胀的最佳实践是什么？
  使用更细粒度的锁、避免在锁内执行耗时的操作，以及使用锁池都是避免锁膨胀的最佳实践。
• 什么时候应该使用 ** synchronized？**
  synchronized 应该用于保护共享资源的临界区。