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JVM 如何实现线程同步，精讲

作者：互联网

Java 编程语言的优势之一是它支持语言级的多线程。大部分支持都集中在协调对多个线程之间共享的数据的访问。

JVM 将正在运行的 Java 应用程序的数据存放到多个运行时数据区域中：一个或多个 Java 堆栈，堆和方法区。

在 JVM 内部，每个线程都被分配一个虚拟机栈，其中包含其他线程无法访问的数据，包括线程调用的每个方法的局部变量，参数和返回值。虚拟机栈上的数据仅限于基本类型和对象引用。在 JVM 中，无法将实际对象的存放在虚拟机栈上，所有对象都分配在堆上。

JVM 中只有一个堆，并且所有线程都共享它。堆只包含对象。无法在堆上分配单独的原始类型或对象引用 - 这些东西必须是对象的一部分。数组也分配在堆上，包括基本类型的数组，但在 Java 中，数组也是对象。

除了虚拟机栈和堆之外，还有方法区，它包含程序使用的所有类（或静态）变量。方法区域类似于堆栈，因为它只包含基本类型和对象引用。但是，与虚拟机栈不同，方法区域中的类变量由所有线程共享。

如上所述，JVM 中的两个存储区包含所有线程共享的数据。这些是：

如果多个线程需要同时使用相同的对象或类变量，则必须很好的控制对数据的访问。否则，程序将出现不可预测的问题。

为了协调多个线程之间的共享数据访问，Java 虚拟机将锁与每个对象和类相关联。锁就像一个特权，任何时候只有一个线程可以“拥有”。如果线程想要锁定特定对象或类，它会询问 JVM。在线程向 JVM 发出锁定之后 JVM 会为线程提供锁定。当线程不再需要锁时，它会将锁归还给 JVM。如果另一个线程请求了相同的锁，则 JVM 将锁传递给另外一个线程。

类锁在实现上为对象锁。当 JVM 加载类文件时，它会创建一个类实例java.lang.Class。锁定类时，实际上是锁定该类的Class对象。

线程无需获取锁来访问实例或类变量。但是，如果一个线程确实获得了一个锁，那么没有其他线程可以访问锁定的数据，直到拥有该锁的线程释放它为止。

监视器

JVM 将锁与监视器结合使用。监视器相当于是监护人，它监视一系列代码，确保一次只有一个线程执行代码。

每个监视器都与对象引用相关联。当线程到达监视器监视下的代码块中的第一条指令时，线程必须获取对引用对象的锁定。在获得锁之前，不允许线程执行代码。一旦获得锁定，线程就会进入受保护代码块。

当线程离开块时，无论它如何离开块，它都会释放相关对象的锁定。

多个锁

允许单个线程多次锁定同一对象。对于每个对象，JVM 维护对象被锁定的次数。解锁对象的计数为零。当线程第一次获取锁定时，计数增加到 1。每次线程获取对同一对象的锁定时，计数都会递增。每次线程释放锁定时，计数都会递减。当计数达到零时，锁被释放并可供其他线程使用。

同步块

在 Java 语言术语中，必须访问共享数据的多个线程的协调称为同步。该语言提供了两种内置方式来同步对数据的访问：使用 synchronized 语句或同步方法。

同步语句

要创建 synchronized 语句，请使用synchronized带有表达式的关键字，该表达式的计算结果为对象引用，如reverseOrder()下面的方法所示：

class KitchenSync {
    private int[] intArray = new int[10];
    
    void reverseOrder() {
        synchronized (this) {
            int halfWay = intArray.length / 2;

        for (int i = 0; i < halfWay; ++i) {
            int upperIndex = intArray.length - 1 - i;
            int save = intArray[upperIndex];
            intArray[upperIndex] = intArray[i];
            intArray[i] = save;
        }
     } 
  }
}

标签：JVM,对象,精讲,线程,intArray,锁定,虚拟机
来源： https://blog.csdn.net/weixin_51393513/article/details/121166538