使用多线程，避免不了要考虑线程安全的问题，常见解决线程安全的方式：是采用“序列化访问临界资源”的方案。
即在同一时刻，只能有一个线程访问临界资源，其他线程只能阻塞等待，这种方式也称作同步互斥访问。synchronized同步锁就能实现这种效果，解决线程安全的问题。
① synchronized同步锁
解决资源共享的问题：给共享的资源加锁，让线程一个个通过，以确保每次线程读取的数据是正确的。
当synchronized用来修饰一个方法或者一个代码块的时候，能够保证在同一时刻最多只有一个线程执行该段代码。
春运已至，看看大家最关心的火车票：
private int ticker = 1000;
class SubTickerCount implements Runnable{
@Override
public void run() {
// 这个循环只是为了能够一直卖票而已
for (int index = 0; index < 1100; index++) {
if (ticker > 0) {
try {
// 为了避免一个线程执行到底
Thread.sleep(10);
}catch (Exception e){}
System.out.println(Thread.currentThread().getName() +
"号窗口卖出：" + ticker-- + "号票");
}
}
}
}
...
// 开十个线程，售1000张票
private void saleTicker(){
SubTickerCount runnable = new SubTickerCount();
threadCount1 = new Thread(runnable,"SubCount1");
threadCount2 = new Thread(runnable,"SubCount2");
...
threadCount10 = new Thread(runnable,"SubCount10");
threadCount1.start();
threadCount2.start();
...
threadCount10.start();
}
image.png
十个并发线程访问同一个对象时，最终出现卖出负数的错误。
修改代码，添加synchronized：
synchronized (this) {
if (ticker > 0) {
System.out.println(Thread.currentThread().getName() + "号窗口卖出：" + ticker-- + "号票");
}
image.png
总结：当多个并发线程访问同一个对象中的synchronized(this)同步代码块时，一个时间内只能有一个线程得到执行。其他必须等待，直到当前线程执行完同步代码块之后才能执行该代码块。
那当一个线程访问object的一个synchronized(this)同步代码块时，其他线程可以访问该object中的非同步代码块吗？
public void testSynchronized2_1() {
synchronized (this) {
for (int index = 0; index < 5; index++) {
Log.v(TAG, Thread.currentThread().getName() +
" synchronized loop " + index);
try {
Thread.sleep(10);
} catch (Exception e) {
}
}
}
}
public void testSynchronized2_2() {
for (int index = 0; index < 5; index++) {
Log.v(TAG, Thread.currentThread().getName() +
" no synchronized loop " + index);
try {
Thread.sleep(10);
} catch (Exception e) {
}
}
}
private void testSynchronizedOrNot(){
final SynchronizedOrNot synchro = new SynchronizedOrNot();
Thread thread1 = new Thread(new Runnable() {
@Override
public void run() {
synchro.testSynchronized2_1();
}
}, "Thread1");
Thread thread2 = new Thread(new Runnable() {
@Override
public void run() {
synchro.testSynchronized2_2();
}
}, "Thread2");
thread1.start();
thread2.start();
}
image.png
总结：当一个线程访问object的一个synchronized(this)同步代码块时，其他线程仍然可以访问该object中的非同步代码块。
来一首诗歌吧
public synchronized void printBefore() {
delayPrint("我打江南走过");
delayPrint("那等在季节里的容颜如莲花的开落");
delayPrint("东风不来，三月的柳絮不飞");
delayPrint("你底心如小小的寂寞的城");
}
public synchronized void printAfter(){
delayPrint("恰若青石的街道向晚");
delayPrint("跫音不响，三月的春帷不揭");
delayPrint("我达达的马蹄是美丽的错误");
delayPrint("我不是归人，是个过客……");
}
public synchronized void printTitle(){
delayPrint("~~~《错误》 郑愁予");
}
//线程1先打印诗歌前半段，再打印后半段和标题
Thread thread1 = new Thread(new Runnable() {
@Override
public void run() {
print.printBefore();
print.printAfter();
print.printTitle();
}
}, "Thread1");
//线程2先打印诗歌后半段，再打印前半段和标题
Thread thread2 = new Thread(new Runnable() {
@Override
public void run() {
print.printAfter();
print.printTitle();
print.printBefore();
}
}, "Thread2");
thread1.start();
thread2.start();
}
image.png
总结：当一个线程访问object的同步代码块或同步方法时，其他线程对object中所有同步代码块或方法的访问将被阻塞。
因为对象锁就这么一个，一个线程获得这个锁，其他线程对该对object所有同步代码区域的访问都被暂时阻塞。
通俗的例子
假设我去餐厅吃饭，我占用了一个或多个餐桌，（我自己吃饭或我帮一起来吃饭的小伙伴占位）就好比我给这些餐桌加了锁，那么其他人想要用这个餐桌，只能等我们用餐结束后，离开这个餐桌（释放了锁），其他人才可以使用这个餐桌。但是如果存在无人占用的餐桌（未加锁的餐桌）其他人还是可以使用的。
② 锁的重入性：
public synchronized void method1(){
Log.v(TAG,"----method1----");
method2();
}
public synchronized void method2(){
Log.v(TAG,"----method2----");
method3();
}
public synchronized void method3(){
Log.v(TAG,"----method3----");
}
打印结果
----method1----
----method2----
----method3----
总结：当一个线程已经持有一个对象锁后，再次请求该锁对象是可以得到锁的。这种方式称为锁的可重入性，它是线程安全的一种，自己可以获取自己的内部锁。
③ 对象锁
- synchronized修饰一个代码块，被修饰的代码块称为同步语句块，其作用的范围是大括号{ }括起来的代码，作用的对象是synchronized(object)中的object对象。
- synchronized修饰一个方法，被修饰的方法称为同步方法，其作用的范围是整个方法，作用的对象是调用这个方法的对象；
- sychronized(this)锁住的只是对象本身，同一个类的不同对象调用sychronized方法并不会被锁住，不会产生互斥；
对象锁作用于：调用这个方法或代码块的对象
④ 类锁
- static synchronized 修饰一个静态的方法，其作用的范围是整个静态方法；
- synchronized修饰一个类，其作用的范围是synchronized后面括号括起来的部分。
类锁作用于：这个类的所有对象
对象锁：修饰方法或对象或代码块，相同对象，即是同一个对象锁，可以实现不同线程的互斥效果。但如果是不同对象，就会有不同的对象锁，不能实现互斥。类锁：实现了全局锁的功能，这个类的所有对象，调用被类锁修饰的方法，都受到锁的影响
So同一个时间段，只可能有一个线程获取类锁，从而执行这段代码。全局锁，单例就是很好的例子。
public static CommonDialog getInstance(){
if (null == instance) {
instance = new CommonDialog();
}
return instance;
}
假设两个线程：
线程①执行到代码 if (null == instance) 还未执行instance = new CommonDialog()；
线程②执行到代码 if (null == instance) 此时线程①的instance 还new未出来，仍然为null。
而接下来，线程① instance创建一次，之后线程②instance再被创建一次，instance被重复创建了。
加上synchronized，单例方式一：
public static synchronized CommonDialog getInstance(){
if (null == instance) {
instance = new CommonDialog();
}
return instance;
}
这样写instance的确不会被重复创建，但是锁(代码块)的粒度太大，我们只关心instance创建部分，没有必要给整个方法加锁。如果多个线程频繁调用getInstance()方法，synchronized导致性能开销较大，程序执行性能也就下降了。
可以采用synchronized(className.class)的方式。
所以上文可以写成：单例方式二：
public static CommonDialog getInstance(){
if (null == instance) {
//类锁，这个类的所有对象调用此方法，都会受到锁的影响
synchronized (CommonDialog.class) {
instance = new CommonDialog();
}
}
return instance;
}
这样写貌似没有什么问题， 但是我们考虑一种情况：
当instance为null，线程①与线程②都进入if语句，步骤如下：
1.线程①获得了锁资源，线程②等待锁资源
2.线程①执行完代码块instance = new CommonDialog()； instance 被创建，释放锁资源
3.线程②获得锁资源，执行代码块instance = new CommonDialog()；instance 被创建，释放锁资源。instance又被创建了两次。
基于java内存模型与synchronized实现了内存可见性，此类情况很可能出现
于是我们再次修改代码：
public static CommonDialog getInstance() {
if (null == instance) {
//这个类的所有对象调用此方法，都会受到锁的影响
synchronized (CommonDialog。class) {
//其他线程可能获取过锁，并且实例化了instance 而当前线程一直被阻塞到此处
if(null == instance) {
instance = new CommonDialog()；
}
}
}
return instance；
}
这种方式叫做双重检查上锁的单例模式，此类方式是基于synchronized实现了可见性与原子性的特性。
这两种方式，作用的对象都是这个类的所有对象，作用的范围都是整个方法，区别在锁的位置。
锁的粒度： 我们在用synchronized关键字的时候，能缩小代码段的范围就尽量缩小，能在代码段上加同步就不要再整个方法上加同步。这叫减小锁的粒度，使代码更大程度的并发。（synchronized使用起来非常简单，却是牺牲性能换取的代码的可读性。所以锁的使用原则：锁的范围越小越好）
注意，以上的示例是为了描述synchronized的用法，但这并不是最好的单例，因涉及到java内存模型，所以我们单开一篇文章来说java内存模型
目前最推崇的单例模式如下：
public class Singleton {
private static class SingletonHolder {
private static final Singleton INSTANCE = new Singleton();
}
private Singleton () { }
public static final Singleton getInstance() {
return SingletonHolder.INSTANCE;
}
}
使用JVM本身机制保证了线程安全问题；由于 SingletonHolder 是私有的，除了 getInstance() 之外没有办法访问它，因此它只有在getInstance()被调用时才会真正创建；同时读取实例的时候不会进行同步，没有性能缺陷；也不依赖 JDK 版本，完美！
⑤ 死锁
Person a = new Person() ;
Person b = new Person() ;
synchronized(a) {
...
}
synchronized(b) {
...
}
private void method1(){
synchronized(a) {
synchronized(b) {
}
}
}
private void method2(){
synchronized(b) {
synchronized(a) {
}
}
}
假设线程①进入method1，获得锁a，执行代码... 同时线程②进入method2，获得锁b，执行代码... 此时线程①未释放锁a，等待锁b，而线程②未释放锁b，等待锁a，两者都再等待对方释放锁，以便自己获得锁。这种情况就是死锁。
有一张很经典的图例：
image.png
避免死锁的关键在于，尽量保持一致的锁的获取顺序。
还是以几个面试题结尾
①当对一个方法加锁的时候，锁的是谁，描述这个过程？
当对一个方法加锁时，实际是对调用此方法的对象加锁。
使用synchronized关键字来标记一个方法/代码块，当某个线程调用该对象的synchronized方法/代码块时，这个线程便获得了该对象的锁，其他线程暂时无法访问这个方法/代码块，只有等待这个方法/代码块执行完毕，这个线程才会释放该对象的锁，其他线程才能获取锁资源，执行这个方法/代码块。
②类锁与对象锁互斥吗?
类锁与对象锁，不是一个锁，所以不存在互斥。
如果一个线程执行一个对象的非static synchronized方法，另外一个线程需要执行这个对象所属类的static synchronized方法，此时不会发生互斥现象，因为调用static synchronized方法占用的是类锁，而调用非static synchronized方法占用的是对象锁，不是同一个锁。
③当一个线程进入一个对象的synchronized方法A之后，其它线程是否可进入此对象的synchronized方法B？
答：不能。其它线程只能访问该对象的非同步方法，同步方法则不能进入。既然线程已进入同步方法A，说明此线程已获得对象锁并且未释放，那么试图进入B方法的线程就只能在等锁池中等待对象的锁。
④synchronized锁的可重入性
可重入锁：当一个线程已经持有一个对象锁后，再次请求该锁对象是可以得到锁的。
这种方式称为锁的可重入性，它是线程安全的一种，自己可以获取自己的内部锁。
这种方式也是必须的：否则在一个synchrnoized方法内部就无法调用该对象的另外一个synchrnoized方法了。
工作原理：锁的重入性，是设置一个计数器，关联占有它的线程，当计数器为0时，认为锁是未被占有的。线程请求一个未被占有的锁时，JVM会记录锁的占有者，并将计数器设置为1。 如果同一个线程再次请求该锁，计数器会递增，每次占有的线程退出同步代码块时，计数器会递减，直至减为0时，锁才会被释放。 重入性原理参考为文章：http://www.cnblogs.com/pureEve/p/6421273.html
⑤synchronized的缺点
synchronized可以轻松的解决线程同步的存在的隐患，但却不够灵活，主要是通过牺牲性能换来语法上的简洁与可读。
⑥synchronized出现异常时，会怎样？
锁自动释放：当一个线程执行的代码出现异常的时候，其所持有的锁会自动释放，So还是比较安全的。
本文先用几个例子，介绍了synchronized的概念与用法，以及对象锁与类锁的区别。然后用几个面试题，再次回顾synchronized的特性，将这些知识点串联在一起。
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