14-synchronized保证线程安全的原理（理论层面）

我们本讲开始来正式解决我们之前所遇到的线程安全性问题，回顾之前的内容，我们实现了一个数值序列生成器，那么，这个数值序列生成器呢，在我们多线程的环境下，会发现，生成的数值序列不是我们所预期的那种递增的序列，而是会出现那种我们所不预期的错误，不符合我们预期的错误，但是，我们当时的解决方案比较简单，就在那个方法上加了一个synchronized，于是，这个问题就解决了，我们并没有去详细的解释为什么在方法上加了一个synchronized就能够解决，那么，从本节课开始，我们来正式的了解解决线程安全性问题的各种的方案，首先，第一个就是synchronized，我们后面还会学习其他的锁呀、包括我们的元子类等等。那么，首先我们来看synchronized它为什么就能够解决我们的线程安全性问题呢？在看synchronized之前，我们首先来看内置锁，什么是内置锁呢？就是说，Java中每一个对象都可以用作同步的锁，那么，这些锁就被称之为内置锁，什么意思呢？我们来看代码，

这是我们的序列生成器，我在这里加了一个synchronized，这个线程安全性问题就解决了，那么，每一个Java中的对象都是一个内置锁，那么，这个线程在进入同步代码块之前，都必须先获得锁，也就是获得内置锁，然后，获得锁之后，它就可以进入到同步代码块中执行了，那么，这个线程获得到锁之后，其他的线程就没法再获得了，只有等这个线程把同步代码块中的代码执行完毕，或者这个线程抛出异常等等，总之就是这个线程释放了锁之后，其他的线程才能够再进来，那么，也就保证了被synchronized修饰的这个方法的方法体中（同步代码块中）相当于一个原子型操作，这样也就保证了线程的安全性，那么，这里提到了几个问题，第一个就是说，锁是互斥的，什么叫做锁的互斥呢？比如还以这个方法作为例子，

多个线程一块来执行这个方法，

于是这四个线程同时抢占CPU资源，结果，第一个线程抢占到了CPU资源，抢占到之后，它就会进到这个方法中，进到这个方法，首先就会拿到这个synchronized所持有的对象锁，它所持有的对象锁是谁呢？也就是所谓的内置锁，就是当前的this对象。

synchronized放在方法上，也就是说实例方法，普通方法上，那么，内置锁，也就是所谓的对象锁，就是当前类的实例，

那么，也就是说，我们虽然没有显示的去指定内置锁，但是，它会默认的给我们指向当前类的实例，那么，这个类的实例就是当前的这个对象，每一个对象都可以用作同步锁。拿到这个对象之后，其他的线程再想进来，那么，就必须等待，于是，这个线程开始往下执行，我们之前也都翻译过了，value++是执行了好多的字节码指令，那么，等字节码指令执行完毕之后，这个线程就可以释放掉锁了，把它拿到的锁释放掉，

于是后面的三个线程接着再进行竞争CPU资源，竞争这个锁，谁拿到了这个锁之后，谁就开始进到同步代码块中来执行，以此类推，那么也就是说，在同一时刻，这一个方法体中，只有一个线程能进来执行，那么，也就保证了我们这个方法体所执行的原子性。

我们刚才提到了互斥，互斥是什么意思呢？就是，一个线程进来，另外的线程不能够进来。

好了，关于内置锁和互斥锁我们都说完了。

接着我们再往下说，我们说，这个synchronized它除了能用在方法上以外，它还能用到哪里呢？除了修饰普通方法，还能修饰静态方法，也就是类的方法，那么，我们再来一个例子。

那么，当synchronized修饰了静态方法的时候，我们说，它修饰普通方法的时候，内置锁就是当前类的实例，如果它修饰静态方法，那么，内置锁是什么呢？它还能是当前类的实例吗？显然是不能的，类的方法上怎么会有实例呢，肯定是不会的，那么，它的内置锁是什么呢？内置锁是当前的Class字节码对象，这个能理解吗？在本例中就是所谓的Sequence.class。

那么，除了上面我们所说的修饰静态方法和修饰普通方法以外，它还可以修饰代码块。在修饰方法的时候，默认这个对象锁已经给默认了，修饰普通方法时就是我们当前类的实例，修饰静态方法时就是Class字节码对象，那么，它除了修饰方法以外，它还能够修饰代码块。

举个例子，如果我们想使用同步代码块来修饰它，可以这样写

这里我们看到它有一个参数，那么，这个参数是什么呢？其实就是一个Object。所有的锁，所有的内置锁，都可以当作这个参数，本例中这样写

这里写this，就类似于我们写在xx()方法上的synchronized，写在xx()方法上的synchronized的内置锁就是this，那么，不写this可不可以呢？比如说我们就写value

这个value也是一个对象，所以，这里也可以写value吗？value是一个基本数据类型，我们可以把它转成对象类型

万物皆对象，你只要这里指定一个对象，那么，就可以作为一把锁。我们比如说就来指定，除了我们想指定我们的实例对象以外，本例中我们也可以指定Sequence.class，Sequence.class也是一个对象，它也可以作为锁，

后面我们会讲一个关于锁重入的概念，当我们锁的这个对象，锁的是一个对象，那么，所有持有这个对象的线程都可以进入，那么，如果锁的是一个字节码文件对象，那么，这个字节码，我们知道，是在全局唯一的，那么，也就是说

在这里也会出现所谓的锁重入的问题。

好了，这是关于synchronized的语法，这样呢，关于synchronized的了解基本上就差不多了。其实synchronized的原理其实就是加了锁，内置锁和互斥锁所决定的。每个对象都有锁，而这些锁都是互斥的，一个进来之后，另外的就不能进来了，因此就可以保证线程的安全性。

那么关于内置锁和互斥锁的内容就说完了，下面从Java虚拟机，从字节码文件的角度，来深入的了解synchronized的原理，本讲就到这里。