Utilização Básica do synchronized

O synchronized é uma palavra-chave em Java para sincronização de threads, com três formas de aplicação:

Método de Instância Sinrconizado

public synchronized void executar() {
    // Código sincronizado
}

Bloqueia a instância atual (this). O objeto invocador torna-se o bloqueio.

Método Estático Sincronizado

public static synchronized void processar() {
    // Código sincronizado
}

Bloqueia o objeto Class correspondente, único em nível de JVM.

Bloco Sincronizado

public void operacao() {
    synchronized(recurso) {
        // Código sincronizado
    }
}

Permite especificar qualquer objeto como bloqueio (recurso).

Princípios Fundamentais

Representação em Bytecode

Métodos sincronizados possuem o flag ACC_SYNCHRONIZED. Blocos usam instruções:

monitorenter
// Código
monitorexit

Mecanismo de Monitor

Cada objeto possui um monitor com estrutura:

Ciclo de Vida do Bloqueio

1. Thread executa monitorenter
2. Contador=0: Obtém bloqueio, contador=1, define proprietário
3. Contador>0: Incrementa contador (reentrância)
4. Bloqueio ocupado: Thread entra em _EntryList
5. monitorexit decrementa contador
6. Contador=0: Libera bloqeuio e notifica threads em espera

Semântica de Memória

• Entrada no bloco: Invalida cache local, lê variáveis da memória principal
• Saída do bloco: Atualiza memória principle com modificações locais

Otimizações da JVM

Evolução de Bloqueio

1. Sem bloqueio: Estado inicial
2. Bloqueio tendencioso: Para acesso exclusivo (registra ID da thread)
3. Bloqueio leve: Para execução alternada (usando CAS)
4. Bloqueio pesado: Para alta contenção (mutex do SO)

Consolidação de Bloqueios

// Original
public void metodo() {
    synchronized (this) { tarefaA(); }
    synchronized (this) { tarefaB(); }
}

// Otimizado
public void metodo() {
    synchronized (this) {
        tarefaA();
        tarefaB();
    }
}

Eliminação de Bloqueios

// Original (bloqueio redundante)
public void processar() {
    Objeto temp = new Objeto();
    synchronized(temp) { executar(); }
}

// Otimizado
public void processar() {
    executar();
}