通俗易懂的JAVA中synchronized同步锁用法

作者: Candy有雪吃 | 来源:发表于2019-03-20 09:34 被阅读0次

Java 中的 synchronized 关键字可以在多线程环境下用来作为线程安全的同步锁。本文主要对 synchronized 的作用，以及其有效范围进行讨论。
Java中的对象锁和类锁：java的对象锁和类锁在锁的概念上基本上和内置锁是一致的，但是，两个锁实际是有很大的区别的，对象锁是用于对象实例方法，或者一个对象实例上的，类锁是用于类的静态方法或者一个类的class对象上的。我们知道，类的对象实例可以有很多个，但是每个类只有一个class对象，所以不同对象实例的对象锁是互不干扰的，但是每个类只有一个类锁。但是有一点必须注意的是，其实类锁只是一个概念上的东西，并不是真实存在的，它只是用来帮助我们理解锁定实例方法和静态方法的区别的。

synchronized 关键字主要有以下几种用法：

非静态方法的同步；
静态方法的同步；
代码块。

下面分对象锁和类锁来分别说明 synchronized 用法：

对象锁

非静态方法使用 synchronized 修饰的写法，修饰实例方法时，锁定的是当前对象：

public synchronized void test(){
        // TODO
    }

代码块使用 synchronized 修饰的写法，使用代码块，如果传入的参数是 this，那么锁定的也是当前的对象：

public void test(){
        synchronized (this) {
            // TODO
        }
    }

下面通过例子来说明对象锁：
定义一个类，方法如下，将 count 自减，从 5 到 0：

public class TestSynchronized {
    public synchronized void minus() {
        int count = 5;
        for (int i = 0; i < 5; i++) {
            count--;
            System.out.println(Thread.currentThread().getName() + " - " + count);
            try {
                Thread.sleep(500);
            } catch (InterruptedException e) {
            }
        }
    }
}

测试调用方法如下：

public class Run {
    public static void main(String[] args) {
        final TestSynchronized test = new TestSynchronized();
        Thread thread1 = new Thread(new Runnable() {
            @Override
            public void run() {
                test.minus();
            }
        });
        Thread thread2 = new Thread(new Runnable() {
            @Override
            public void run() {
                test.minus();
            }
        });
        thread1.start();
        thread2.start();
    }
}

两个线程 thread1 和 thread2，同时访问对象的方法，由于该方法是 synchronized 关键字修饰的，那么这两个线程都需要获得该对象锁，一个获得后另一个线程必须等待。所以我们可以猜测运行结果应该是，一个线程执行完毕后，另一个线程才开始执行，运行例子，输出打印结果如下：

Thread-0 - 4
Thread-0 - 3
Thread-0 - 2
Thread-0 - 1
Thread-0 - 0
Thread-1 - 4
Thread-1 - 3
Thread-1 - 2
Thread-1 - 1
Thread-1 - 0

（另：thread1 和 thread2 谁先执行并不一定）
本例对于对象锁进行了基础的解释。但是对象锁的范围是怎样的，对象的某个同步方法被一个线程访问后，其他线程能不能访问该对象的其他同步方法，以及是否可以访问对象的其他非同步方法呢，下面对两种进行验证：

对两个同步方法两个线程的验证：
修改类如下，加入 minus2() 方法，和 minus() 方法一样：

package com.test.run;
public class TestSynchronized {
    public synchronized void minus() {
        int count = 5;
        for (int i = 0; i < 5; i++) {
            count--;
            System.out.println(Thread.currentThread().getName() + " - " + count);
            try {
                Thread.sleep(500);
            } catch (InterruptedException e) {
            }
        }
    }
    public synchronized void minus2() {
        int count = 5;
        for (int i = 0; i < 5; i++) {
            count--;
            System.out.println(Thread.currentThread().getName() + " - " + count);
            try {
                Thread.sleep(500);
            } catch (InterruptedException e) {
            }
        }
    }
}

测试调用如下，两个线程访问不同的方法：

public class Run {
    public static void main(String[] args) {
        final TestSynchronized test = new TestSynchronized();
        Thread thread1 = new Thread(new Runnable() {
            @Override
            public void run() {
                test.minus();
            }
        });
        Thread thread2 = new Thread(new Runnable() {
            @Override
            public void run() {
                test.minus2();
            }
        });
        thread1.start();
        thread2.start();
    }
}

输出结果如下：

Thread-0 - 4
Thread-0 - 3
Thread-0 - 2
Thread-0 - 1
Thread-0 - 0
Thread-1 - 4
Thread-1 - 3
Thread-1 - 2
Thread-1 - 1
Thread-1 - 0

可以看到，某个线程得到了对象锁之后，该对象的其他同步方法是锁定的，其他线程是无法访问的。
下面看是否能访问非同步方法：
修改类代码如下，将 minus2() 的 synchronized 修饰去掉，代码如下：

public class TestSynchronized {
    public synchronized void minus() {
        int count = 5;
        for (int i = 0; i < 5; i++) {
            count--;
            System.out.println(Thread.currentThread().getName() + " - " + count);
            try {
                Thread.sleep(500);
            } catch (InterruptedException e) {
            }
        }
    }
    public void minus2() {
        int count = 5;
        for (int i = 0; i < 5; i++) {
            count--;
            System.out.println(Thread.currentThread().getName() + " - " + count);
            try {
                Thread.sleep(500);
            } catch (InterruptedException e) {
            }
        }
    }
}

测试调用的类不变，如下：

public class Run2 {
    public static void main(String[] args) {
        final TestSynchronized test = new TestSynchronized();
        Thread thread1 = new Thread(new Runnable() {
            @Override
            public void run() {
                test.minus();
            }
        });
        Thread thread2 = new Thread(new Runnable() {
            @Override
            public void run() {
                test.minus2();
            }
        });
        thread1.start();
        thread2.start();
    }
}

执行结果如下：

Thread-1 - 4
Thread-0 - 4
Thread-1 - 3
Thread-0 - 3
Thread-1 - 2
Thread-0 - 2
Thread-1 - 1
Thread-0 - 1
Thread-1 - 0
Thread-0 - 0

可以看到，结果是交替的，说明线程是交替执行的，说明如果某个线程得到了对象锁，但是另一个线程还是可以访问没有进行同步的方法或者代码。进行了同步的方法（加锁方法）和没有进行同步的方法（普通方法）是互不影响的，一个线程进入了同步方法，得到了对象锁，其他线程还是可以访问那些没有同步的方法（普通方法）。当获取到与对象关联的内置锁时，并不能阻止其他线程访问该对象，当某个线程获得对象的锁之后，只能阻止其他线程获得同一个锁。

类锁

类锁需要 synchronized 来修饰静态 static 方法，写法如下：

    public static synchronized void test(){
        // TODO
    }

或者使用代码块，需引用当前的类：

    public static void test(){
        synchronized (TestSynchronized.class) {
            // TODO
        }
    }

举例说明类锁的作用：

public class TestSynchronized {

    public static synchronized void minus() {
        int count = 5;
        for (int i = 0; i < 5; i++) {
            count--;
            System.out.println(Thread.currentThread().getName() + " - " + count);
            try {
                Thread.sleep(500);
            } catch (InterruptedException e) {
            }
        }
    }
}

测试调用类如下：

public class Run {
    public static void main(String[] args) {
        Thread thread1 = new Thread(new Runnable() {
            @Override
            public void run() {
                TestSynchronized.minus();
            }
        });
        Thread thread2 = new Thread(new Runnable() {
            @Override
            public void run() {
                TestSynchronized.minus();
            }
        });
        thread1.start();
        thread2.start();
    }
}

输出结果如下：

Thread-0 - 4
Thread-0 - 3
Thread-0 - 2
Thread-0 - 1
Thread-0 - 0
Thread-1 - 4
Thread-1 - 3
Thread-1 - 2
Thread-1 - 1
Thread-1 - 0

可以看到，类锁和对象锁其实是一样的，由于静态方法是类所有对象共用的，所以进行同步后，该静态方法的锁也是所有对象唯一的。每次只能有一个线程来访问对象的该非静态同步方法。
类锁的作用和对象锁类似，但是作用范围是否和对象锁一致呢，下面看对象锁和类锁是否等同：
修改类，两个同步方法，其中一个是静态的：

public class TestSynchronized {
    public static synchronized void minus() {
        int count = 5;
        for (int i = 0; i < 5; i++) {
            count--;
            System.out.println(Thread.currentThread().getName() + " - " + count);
            try {
                Thread.sleep(500);
            } catch (InterruptedException e) {
            }
        }
    }
    public synchronized void minus2() {
        int count = 5;
        for (int i = 0; i < 5; i++) {
            count--;
            System.out.println(Thread.currentThread().getName() + " - " + count);
            try {
                Thread.sleep(500);
            } catch (InterruptedException e) {
            }
        }
    }
}

测试调用类如下，静态方法直接用类调用，实例方法由对象来调用：

public class Run {
    public static void main(String[] args) {
        final TestSynchronized test = new TestSynchronized();
        Thread thread1 = new Thread(new Runnable() {
            @Override
            public void run() {
                TestSynchronized.minus();
            }
        });
        Thread thread2 = new Thread(new Runnable() {
            @Override
            public void run() {
                test.minus2();
            }
        });
        thread1.start();
        thread2.start();
    }
}

运行结果：

Thread-1 - 4
Thread-0 - 4
Thread-0 - 3
Thread-1 - 3
Thread-0 - 2
Thread-1 - 2
Thread-0 - 1
Thread-1 - 1
Thread-1 - 0
Thread-0 - 0

可以看到两个线程是交替进行的，也就是说类锁和对象锁是不一样的锁，是互相独立的。

通俗易懂的JAVA中synchronized同步锁用法

对象锁

类锁

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