本篇内容主要讲解“Java Synchronized锁升级原理及过程是什么”,感兴趣的朋友不妨来看看。本文介绍的方法操作简单快捷,实用性强。下面就让小编来带大家学习“Java Synchronized锁升级原理及过程是什么”吧!
工具准备
在正式谈synchronized的原理之前我们先谈一下自旋锁,因为在synchronized的优化当中自旋锁发挥了很大的作用。而需要了解自旋锁,我们首先需要了解什么是原子性。
所谓原子性简单说来就是一个一个操作要么不做要么全做,全做的意思就是在操作的过程当中不能够被中断,比如说对变量data
进行加一操作,有以下三个步骤:
将
data
从内存加载到寄存器。将
data
这个值加一。将得到的结果写回内存。
原子性就表示一个线程在进行加一操作的时候,不能够被其他线程中断,只有这个线程执行完这三个过程的时候其他线程才能够操作数据data
。
我们现在用代码体验一下,在Java当中我们可以使用AtomicInteger
进行对整型数据的原子操作:
import java.util.concurrent.atomic.AtomicInteger; public class AtomicDemo { public static void main(String[] args) throws InterruptedException { AtomicInteger data = new AtomicInteger(); data.set(0); // 将数据初始化位0 Thread t1 = new Thread(() -> { for (int i = 0; i < 100000; i++) { data.addAndGet(1); // 对数据 data 进行原子加1操作 } }); Thread t2 = new Thread(() -> { for (int i = 0; i < 100000; i++) { data.addAndGet(1);// 对数据 data 进行原子加1操作 } }); // 启动两个线程 t1.start(); t2.start(); // 等待两个线程执行完成 t1.join(); t2.join(); // 打印最终的结果 System.out.println(data); // 200000 } }
从上面的代码分析可以知道,如果是一般的整型变量如果两个线程同时进行操作的时候,最终的结果是会小于200000。
我们现在来模拟一下一般的整型变量出现问题的过程:
主内存data
的初始值等于0,两个线程得到的data
初始值都等于0。
现在线程一将data
加一,然后线程一将data
的值同步回主内存,整个内存的数据变化如下:
现在线程二data
加一,然后将data
的值同步回主内存(将原来主内存的值覆盖掉了):
我们本来希望data
的值在经过上面的变化之后变成2
,但是线程二覆盖了我们的值,因此在多线程情况下,会使得我们最终的结果变小。
但是在上面的程序当中我们最终的输出结果是等于20000的,这是因为给data
进行+1
的操作是原子的不可分的,在操作的过程当中其他线程是不能对data
进行操作的。这就是原子性带来的优势。
事实上上面的+1
原子操作就是通过自旋锁实现的,我们可以看一下AtomicInteger
的源代码:
public final int addAndGet(int delta) { // 在 AtomicInteger 内部有一个整型数据 value 用于存储具体的数值的 // 这个 valueOffset 表示这个数据 value 在对象 this (也就是 AtomicInteger一个具体的对象) // 当中的内存偏移地址 // delta 就是我们需要往 value 上加的值 在这里我们加上的是 1 return unsafe.getAndAddInt(this, valueOffset, delta) + delta; }Java Synchronized锁升级原理及过程是什么