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Java并发编程中的synchronized关键字

P粉602998670

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发布时间:2026-01-12 18:00:01

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来源于php中文网

原创

synchronized实例方法锁的是this对象而非方法本身,等价于synchronized(this),因此同一对象的多个同步方法互斥,不同对象则不互斥;静态方法锁Class对象;synchronized代码块需显式指定锁对象,应避免用this、字符串常量等;wait/notify必须在synchronized块中调用以确保线程安全;JDK6后synchronized经优化(偏向锁、轻量级锁等)在低竞争下性能接近ReentrantLock。

java并发编程中的synchronized关键字

为什么synchronized方法锁的是this对象而不是方法本身

synchronized 实例方法等价于在方法体开头加 synchronized(this),所以锁住的是当前实例对象(this),不是方法字节码或类定义。多个线程调用同一个对象的不同 synchronized 实例方法时,仍会互斥;但调用不同对象的同名方法,则不互斥。

常见误解是“方法被锁住了”,实际是“调用该方法的对象被锁住了”。这也是为什么静态 synchronized 方法锁的是 Class 对象——因为没有 this,只能锁类元数据。

  • 同一对象:两个 synchronized 实例方法不能并发执行
  • 不同对象:即使方法签名完全一样,也能并发执行
  • 静态方法和实例方法之间不互斥,因为锁对象不同(MyClass.class vs this

synchronized代码块为什么要显式指定锁对象

使用 synchronized(obj) 代码块时,必须传入一个非 null 的引用类型对象作为锁。这个对象决定了同步粒度和作用范围。选错锁对象是并发 bug 的高发区。

典型错误包括:synchronized(new Object())(每次新建对象,根本没锁住)、synchronized(this) 在 public 方法中暴露锁(外部可恶意持有导致死锁)、synchronized(字符串常量)(可能因字符串驻留意外共享锁)。

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  • 优先用私有 final 对象作锁:private final Object lock = new Object();
  • 避免用 this、public 字段、getClass()、字符串字面量作锁
  • 若需保护某字段,锁对象应与该字段生命周期一致(如用该字段所属对象)

wait/notify必须在synchronized块里调用的原因

wait()notify()notifyAll() 是 Object 的 native 方法,它们操作的是对象的“内置锁(intrinsic lock)”和“等待队列(wait set)”。JVM 要求调用线程必须已持有该对象的锁,否则抛 IllegalMonitorStateException

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这不仅是语法限制,更是语义保障:只有在同步上下文中,才能安全地检查条件并决定是否等待;也只有在锁保护下,才能确保 notify() 唤醒后条件已被正确更新。

  • 必须在 synchronized(obj) 块内调用 obj.wait()obj.notify()
  • 推荐用 while 循环检查条件,而非 if(防止虚假唤醒)
  • 不要假设 notify() 一定唤醒某个特定线程——唤醒顺序不可控

synchronized在JDK 6之后的性能到底还差吗

从 JDK 6 开始,HotSpot 对 synchronized 做了大量优化:偏向锁 → 轻量级锁 → 重量级锁的升级路径、锁消除、锁粗化。在无竞争或低竞争场景下,synchronized 性能已接近甚至优于 ReentrantLock

但这些优化有前提:偏向锁默认开启(JDK 15+ 已移除),且依赖运行时逃逸分析和锁对象的使用模式。一旦发生多线程竞争,偏向锁会撤销并膨胀为轻量级锁;持续竞争则升级为重量级锁(系统互斥量),此时开销明显上升。

  • 单线程主导场景:synchronized 几乎零开销(偏向锁生效)
  • 短临界区 + 低竞争:轻量级锁自旋成功,避免挂起线程
  • 长临界区或高竞争:升级为重量级锁,性能下降显著
  • 注意:-XX:-UseBiasedLocking 可关闭偏向锁,便于压测真实竞争表现

真正容易被忽略的是锁的粒度和持有时间——再快的锁,如果包裹了 IO、远程调用或复杂计算,都会成为瓶颈。与其纠结 synchronized 还是不是“重”,不如先确认你锁住的那段代码,是不是真的需要串行执行。

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