synchronize底层原理

1. 简介

synchronize是一个关键字，用于实现多线程之间的同步。在多线程编程中，经常会遇到共享资源的并发访问问题，而synchronize关键字提供了一种简单的机制来保证线程之间的同步。

2. synchronize原理

在Java中，每个对象都有一个内置锁（也称为监视器锁或互斥锁），这个锁可以通过synchronize关键字来获取和释放。当一个线程要获取一个对象的锁时，如果该锁已经被其他线程持有，则该线程会被阻塞，直到获得到锁为止。

2.1 synchronize修饰方法

当一个方法被synchronize修饰时，该方法称为同步方法。同步方法可以保证同一时间只有一个线程可以访问该方法。

2.2 synchronize修饰代码块

除了修饰方法，synchronize关键字还可以修饰代码块，用于对代码块进行同步。对于一个同步代码块，只有获得了该代码块所在对象的锁的线程才能执行代码块中的内容。

3. synchronize使用示例

3.1 同步方法示例

下面是一个简单的示例，展示了如何使用synchronize修饰方法来实现线程同步：

public class BankAccount {
    private int balance = 0;
    
    public synchronized void deposit(int amount) {
        balance += amount;
    }
    
    public synchronized void withdraw(int amount) {
        balance -= amount;
    }
}

在上述示例中，deposit和withdraw方法都被synchronize修饰，这样就能确保多个线程在访问这些方法时不会出现并发访问的问题。

3.2 同步代码块示例

除了修饰方法，synchronize关键字还可以修饰代码块：

public class MyThread implements Runnable {
    private static int count = 0;
    private final Object lock = new Object();
    
    public void run() {
        synchronized (lock) {
            for (int i = 0; i < 5; i++) {
                count++;
            }
            System.out.println("count: " + count);
        }
    }
}

在上述示例中，run方法中的for循环被包裹在一个同步代码块中。通过synchronize关键字修饰代码块，确保在同一时间只有一个线程能够访问该代码块中的内容。这样就能保证count的自增操作不会出现并发问题。

4. synchronize的性能影响

尽管synchronize是一种常用的线程同步机制，但它的使用可能会对程序的性能产生一定的影响。

使用synchronize会引入一定的开销，包括竞争、上下文切换、锁定和解锁等过程。因此，在设计并发程序时，需要注意避免不必要的同步，以提高程序的性能。

5. 总结

synchronize关键字是Java多线程编程中常用的同步机制。通过synchronize修饰方法或代码块，可以保证线程访问共享资源时的同步性，避免并发访问的问题。在程序设计中，要注意合理使用synchronize，避免不必要的同步对程序性能造成负面影响。