2026/08/05

Synchronized的实现原理Synchronized底层是基于JVM的监视器锁在被Synchronized修饰的代码块中在字节码层面会在代码块前加入monitorenter指令在代码块后面会加上monitorexit指令被修饰的代码块同时只能允许一个线程进入执行其他未获取到锁的线程会在外部阻塞等待在Java8之后Synchronized锁进行了优化并不是一进来就是重量级锁而是有一个所升级的过程首先当没有线程进入时是一个无锁的状态有一个线程进入时就会升级成偏向锁当有另一个线程与之竞争时就会升级成轻量级锁此时这个未获取到锁的线程并不会直接阻塞而是通过自旋挂起等待另一个线程释放锁。如果等待锁的线程自旋时间过长或者此时有多个线程同时竞争锁此时synchronized就会升级成重量级锁所有未获取到锁的线程都会进入entryList阻塞等待。主动放弃锁的线程进入waitSet队列Synchronized和ReentrantLockSynchronized和ReentrantLock都是互斥锁不同的是Synchronized是基于JVM层面的监视器锁实现的而ReentrantLock是基于CAS和AQS实现的。Synchronized锁适用于一些简单的场景因为Synchronized加锁和释放锁都比较简单只要进入代码块就会自动加锁退出代码块就会自动释放锁。而ReentrantLock需要手动加锁和释放锁通常会配合try-finally块保证代码执行完毕后一定会释放锁除此之外ReentrantLock还可以实现可中断等待锁的线程可以被中断而不是像等待Synchronized锁的线程那样一直被阻塞。并且ReentrantLock可以实现尝试获取锁在一定时间内如果没有获取到锁就直接取消不再获取锁。ReentrantLock还可以实现公平锁机制保证每个线程排队获取锁而不是通过竞争来获取锁防止了线程饥饿ReentrantLock可以创建多个Condition对象实现精准唤醒而synchronized只能关联一个Object的wait/notify无法精确唤醒基于AQS实现的Java类基于AQS实现的Java类分两大类锁和同步器锁即实现了JUC包下的Lock接口的类例如ReentrantLockReadWriteLock读写锁读锁是共享锁写锁是排他锁读锁可以多线程同时进入读数据而写锁只能一个线程进入修改数据。适用于读多写少的场景同步器类通常不实现Lock接口Semaphore共享变量通过一个计数器来控制访问资源的线程所有需要访问资源的线程都需要通过tryAcquire获取一个许可然后计数器减一只有获取到许可的线程才能访问资源当释放资源时通过release方法释放资源计数器加一CountDownLatch允许一个或多个线程等待其他线程执行完毕。当有线程执行代码完毕计数器减1知道计时器的值为0时等待的线程就会被唤醒。AQS的state被拆分为高16位读锁计数和低16位写锁计数CyclicBarrier底层是基于ReentrantLock和Condition实现的。允许一组线程互相等待同样是通过计数器来判断每当有一个线程执行到屏障时计数器就会减一直到所有线程都执行到屏障处然后在继续执行后续的方法线程池的参数corePoolSize核心线程数是线程池执行任务的主力军maxPoolSize最大线程数等于核心线程数加辅助线程数blockingQueue阻塞队列当核心线程数满时还有任务进入任务就会先进入到阻塞队列中keepAliveTime线程的存活时间当超过这个时间辅助线程没有执行任务辅助线程就会被销毁timeUnit时间单位ThreadFactory线程工厂通常可以用于定义这组线程池的名字RejectedExecutionHandler拒绝策略当阻塞队列满了并且辅助线程也全都在执行任务此时如果还有任务进入就会执行拒绝策略。拒绝策略通常有以下几类直接抛弃不执行任务交给提交任务的线程处理抛出异常不进行任何处理自定义拒绝策略当核心线程都在执行任务时再进来的任务会先进入阻塞队列如果阻塞队列也满了还有任务进来就会开始创建辅助线程来执行任务线程/进程之间该如何通信线程之间的通信通常是依靠共享变量来实现或者waitnotify等方法。JUC中通常还可以利用LockSupport的park和unpark来实现进程之间的通信通常需要通过一个管道pipeline来实现也可以利用消息队列或者通过http请求等实现