反编译字节码角度分析synchronized关键字的原理

1.synchronized介绍

　　synchronized是java关键字。JVM规范中，synchronized关键字用于在线程并发执行时，保证同一时刻，只有一个线程可以执行某个代码块或方法；同时还保证了代码在执行完后所修改的数据对其它线程是可见的。总结来说：synchronized解决了并发编程安全问题的原子性，可见性，顺序行。Java中每一个对象都可以作为锁（monitor），这是synchronized实现同步的基础。synchronized作用于每一个对象时，要求占有当前对象的锁要么没有任何线程占用，或者是当前线程占用，这样该线程才能获得该对象的访问权，一旦某个线程获得对象的访问权，其它线程就会因为无法获得访问权限而进入阻塞状态。synchronized可用于3种情况：

（1）普通同步方法（实例方法），锁是当前实例对象 ，进入同步代码前要获得当前实例的锁
（2）静态同步方法，锁是当前类的Class对象 ，进入同步代码前要获得当前类的Class对象的锁
（3）同步方法块，锁是括号里面的对象，对给定对象加锁，进入同步代码库前要获得给定对象的锁。
那么就以这3种情况分析下反编译后得字节码，看看有synchronized修饰的代码块有何不同之处

2.反编译字节码分析synchronized

　　下面是含有3中情况的一个demo源码

public class TestSynchornize {

    /**
     * 修饰静态方法
     */
    public synchronized static void test1() {
        System.out.println("test1");
    }

    /**
     * 修饰实例方法
     */
    public synchronized void test2(){
        System.out.println("test2");
    }

    /**
     * 修饰代码块
     */
    public void test3(){
        synchronized (this){
            System.out.println("test3");
        }
    }
}

　　用 javap 命令反编译字节码TestSynchornize.class，截图三种情况字节码如下：

静态方法

 

 实例方法

 

 

 代码块

 

 

 （1）首先，可以看到在反编译代码块那里的字节码中可以看到其中有一个monitorenter指令和两个monitorexit指令。其实这就是synchronized的关键所在，synchronized修饰的代码块会带有monitorenter和monitorexit指令，用于jvm中控制同步代码块访问时必须获得对象锁。那么这里为啥会有两个monitorexit指令，获取对象锁执行完代码后不是释放对象锁就行了吗？按理来说monitorenter和monitorexit应该是一对一的？这里就是关键所在，JVM为了防止异常，获得锁的线程无法释放的情况，规定了synchronized锁修饰的代码块当线程执行异常时，会自动释放对象锁。因此这里有两个monitorexit指令，分别对应正常释放和异常释放。

（2）可以看到在修饰静态方法和实例方法那里并没有monitorenter和monitorexit指令。但是可以观察到在方法的访问flags那里都有ACC_SYNCHRONIZED修饰。其实这里也是会用到monitorenter和monitorexit，只不过在修饰方法时用ACC_SYNCHRONIZED代替了。再加上ACC_STATIC就可以判断是静态方法还是实例方法了，后面拿到需要获取的所对象，实现方式就跟代码块那里一样了。

3.总结

　　synchronized之所以是JVM层实现的同步控制的，原因在于代码编译中就加入了monitorenter和monitorexit指令控制同步访问，各个JVM厂商按照jvm规范实现该指令。

 

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