什么是synchronized?

synchronized 是Java中用于实现线程同步的关键字，它可以确保多个线程在访问共享资源时不会发生冲突。

synchronized 关键字的一些主要用法?

• 修饰方法：当 synchronized 用于修饰方法时，它会将该方法变成同步方法，即对当前实例对象加锁。这意味着，当一个线程访问该对象的这个同步方法时，其他线程将被阻塞，直到第一个线程完成方法执行。这确保了对该实例的互斥访问。

• 修饰静态方法：如果 synchronized 修饰的是类的静态方法，那么它将为这个类的所有实例加锁。在这种情况下，无论调用多少次静态方法，所有线程都会竞争同一把锁，即类对象本身的锁。

• 修饰代码块：除了修饰方法外，synchronized 还可以修饰代码块。这时需要明确指定加锁的对象。只有获得了该对象的锁的线程才能执行被保护的代码块。这种方式提供了更大的灵活性，因为它允许指定任何对象作为锁，而不仅仅是当前实例或类对象。

实现原理了解吗?

synchronized 的实现原理涉及Java对象头、monitor（监视器）以及操作系统中的互斥锁等概念。以下是 synchronized 的实现机制：

• 对象头：每个Java对象都有一个对象头，其中包含一些元数据，如哈希码、GC年龄、锁标志、线程拥有锁的标记等。

• monitor（监视器）：每个Java对象都与一个monitor相关联，用于管理对象的同步。当一个线程想要同步一个对象时，它会尝试获取该对象的monitor。如果monitor已被其他线程持有，则当前线程将进入阻塞状态，直到持有monitor的线程释放它。

• 互斥锁：在操作系统层面，synchronized 使用互斥锁来实现线程之间的互斥访问。当一个线程获得互斥锁时，其他线程将被阻塞，直到锁被释放。

• 锁优化：自Java 6起，Java对 synchronized 进行了一系列优化，如偏向锁、轻量级锁等。这些优化旨在减少锁竞争带来的性能开销。

线程死锁了解吗?

线程死锁是指两个或多个线程在执行过程中，因争夺资源而造成的一种互相等待的现象，导致它们都无法继续执行，从而使得程序无法正常终止。

产生死锁有四个必要条件互斥条件、请求与保持条件、不可剥夺条件和循环等待条件。

• 互斥条件：这个条件表明资源是独占性的，即一次只能由一个进程使用。如果其他进程也想使用这个资源，它们必须等到资源被释放。

• 请求与保持条件：这个条件指的是一个进程在等待获取新的资源时，仍然保持着已经分配给它的资源不释放。

• 不可剥夺条件：这个条件说明一个进程获得的资源在未使用完之前不能被其他进程强制夺走，资源只能由持有它的进程主动释放。

• 循环等待条件：这个条件描述了一种情况，即存在一组进程，它们构成了一个环形链，每个进程都在等待下一个进程持有的资源，形成了死锁的循环等待。

怎样避免死锁?

要避免线程死锁，可以采取以下几种策略：

• 避免循环等待：确保系统中不存在循环等待资源的线程关系。可以通过合理分配资源顺序，使得每个线程按照一定的顺序请求资源，避免形成循环等待的闭环。

• 限制资源请求：限制线程同时申请多个资源的能力，即一次只能申请一个资源，待使用完毕后再申请下一个资源。这样可以减少死锁发生的可能性。

• 使用定时锁：为线程获取锁操作设置超时时间，如果在指定时间内未能获取所有需要的锁，则释放已获取的锁并重新尝试，或者放弃操作。

• 死锁检测与恢复：在系统运行过程中进行死锁检测，一旦检测到死锁，采取措施进行恢复，如中断某个线程的执行，释放资源，以打破死锁状态。

• 资源排序：对系统中的资源进行排序，确保所有线程都按照相同的顺序请求资源，这样可以避免循环等待条件的发生。

• 资源预留：对于某些资源，可以在线程开始执行前预留必要的资源，以减少在执行过程中因资源不足而导致的死锁。

• 减少锁的粒度：通过减小锁的粒度，即减少锁住资源的范围和时间，可以降低死锁发生的机会。

• 避免嵌套锁：避免在持有一个锁的情况下去申请另一个锁，这样可以减少死锁的风险。