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在Java里同步机制的本质是什么_Java锁机制核心说明

P粉602998670

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发布时间:2026-01-27 11:19:02

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来源于php中文网

原创

同步机制的本质是“互斥 + 内存可见性保障”,通过加锁清空本地缓存、解锁强制刷回主内存来保障可见性、原子性和有序性;synchronized锁对象分别是this、Class对象或指定obj;ReentrantLock需在finally中显式unlock;锁升级由Mark Word状态动态控制,含偏向锁、轻量级锁和重量级锁。

在java里同步机制的本质是什么_java锁机制核心说明

同步机制的本质是“互斥 + 内存可见性保障”

Java里同步不是单纯为了“让代码串行执行”,而是为了解决三个硬性问题:一个线程改了共享变量,另一个线程得立刻看到(可见性);一个“读-改-写”操作不能被中途打断(原子性);指令执行顺序不能被JVM或CPU乱序优化打乱(有序性)。synchronizedReentrantLock 都是通过「加锁时清空本地缓存、解锁时强制刷回主内存」来同时搞定这三件事的——这才是它不可替代的核心。

synchronized 的锁对象到底是谁?别再记混了

很多人写错同步范围,根源在于没搞清锁对象。它不是“方法”或“代码块”本身,而是一个实实在在的 Java 对象:

  • 修饰实例方法 → 锁是 this,即当前对象实例
  • 修饰静态方法 → 锁是 MyClass.class,即类的 Class 对象
  • 修饰同步块 synchronized(obj) { ... } → 锁就是你传进去的 obj,必须确保所有竞争线程用的是同一个 obj

常见错误:synchronized(new Object()) —— 每次都新建对象,根本锁不住任何东西;synchronized(this) 在单例或静态上下文中误用,导致锁粒度失控。

ReentrantLock 为什么不能只靠 lock()?

ReentrantLock 是显式锁,不自动释放,这点和 synchronized 有本质区别。漏掉 unlock() 就等于永久占着锁,其他线程永远卡住。

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  • 必须在 finally 块中调用 unlock(),哪怕中间抛异常也要释放
  • 不要在 try 外面先 lock(),否则异常可能发生在加锁前,finallyunlock() 会报 IllegalMonitorStateException
  • 如果要用 tryLock(long, TimeUnit),记得检查返回值:if (!lock.tryLock(1, TimeUnit.SECONDS)) { /* 处理获取失败 */ }
ReentrantLock lock = new ReentrantLock();
try {
    if (lock.tryLock(2, TimeUnit.SECONDS)) {
        // 临界区操作
    } else {
        throw new RuntimeException("获取锁超时");
    }
} finally {
    if (lock.isHeldByCurrentThread()) {
        lock.unlock();
    }
}

锁升级和对象头里的 Mark Word 是什么关系?

JVM 对 synchronized 做了大量优化,但这些对开发者是透明的。真正影响你判断的是:锁状态存在对象头的 Mark Word 里,它会随竞争程度动态变化:

  • 无竞争时 → 偏向锁(只记录偏向线程ID,几乎零开销)
  • 有轻度竞争 → 轻量级锁(用CAS替换Mark Word,线程自旋等待)
  • 竞争激烈 → 重量级锁(挂起线程,进入操作系统 Mutex,开销最大)

所以,不要一看到 synchronized 就觉得“重”。但要注意:频繁的锁撤销(如大量线程争抢同一把偏向锁)反而触发额外开销;若确定是高竞争场景,可考虑用 -XX:-UseBiasedLocking 关掉偏向锁,避免拖慢启动。

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