一文彻底理解synchronized（通俗易懂的synchronized）

目录

一、什么是synchronized

二、synchronized的四种用法

2.1、修饰一个代码块

2.2、修饰一个方法

2.3、修饰一个静态的方法

2.4、修饰一个类

三、使用案例分析

3.1、修饰一个代码块

3.2、修饰一个方法

3.3、修饰一个静态的方法

3.4、修饰一个类

3.5 经典用法：

总结

 

一、什么是synchronized

synchronized 是 Java 中的关键字，是一种同步锁。主要应用于多线程环境下保证线程的安全性。

二、synchronized的四种用法

2.1、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，作用的对象是调用这个代码块的对象;

2.2、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;

        虽然可以使用 synchronized 来定义方法，但 synchronized 并不属于方法定义的一部分，因此，synchronized 关键字不能被继承。如果在父类中的某个方 法使用了 synchronized 关键字，而在子类中覆盖了这个方法，在子类中的这 个方法默认情况下并不是同步的，而必须显式地在子类的这个方法中加上 synchronized 关键字才可以。当然，还可以在子类方法中调用父类中相应的方 法，这样虽然子类中的方法不是同步的，但子类调用了父类的同步方法，因此， 子类的方法也就相当于同步了。

2.3、修饰一个静态的方法

其作用的范围是整个静态方法，作用的对象是这个类的 所有对象;

2.4、修饰一个类

其作用的范围是synchronized后面括号括起来的部分，作用对象是这个类的所有对象。

三、使用案例分析

3.1、修饰一个代码块

1) 一个线程访问一个对象中的synchronized(this)同步代码块时，其他试图访问该对象的线程将被阻塞。

class SyncThread implements Runnable {private static int count;public SyncThread() {count = 0;}public  void run() {synchronized(this) {for (int i = 0; i < 5; i++) {try {System.out.println(Thread.currentThread().getName() + ":" + (count++));Thread.sleep(100);} catch (InterruptedException e) {e.printStackTrace();}}}}public int getCount() {return count;}
}public class SynchronizedDemo {public static void main(String args[]){
//test01
//		SyncThread s1 = new SyncThread();
//		SyncThread s2 = new SyncThread();
//		Thread t1 = new Thread(s1);
//		Thread t2 = new Thread(s2);
//test02		SyncThread s = new SyncThread();Thread t1 = new Thread(s);Thread t2 = new Thread(s);t1.start();t2.start();}
}

Test01

test02

从运行结果test02可以看出当两个并发线程(thread1和thread2)访问同一个对象(syncThread)中的synchronized代码块时，在同一时刻只能有一个线程得到执行，另一个线程受阻塞，必须等待当前线程执行完这个代码块以后才能执行该代码块。Thread1和thread2是互斥的，因为在执行synchronized代码块时会锁定当前的对象，只有执行完该代码块才能释放该对象锁，下一个线程才能执行并锁定该对象

为什么上面的例子中thread1和thread2同时在执行。这是因为synchronized只锁定对象，每个对象只有一个锁（lock）与之相关联。

2）当一个线程访问对象的一个synchronized(this)同步代码块时，另一个线程仍然可以访问该对象中的非synchronized(this)同步代码块。（作业：自行验证）

3）指定要给某个对象加锁

package CompleteFuture;/*** 银行账户类*/
class Account {String name;float amount;public Account(String name, float amount) {this.name = name;this.amount = amount;}//存钱public  void deposit(float amt) {amount += amt;try {Thread.sleep(100);} catch (InterruptedException e) {e.printStackTrace();}}//取钱public  void withdraw(float amt) {amount -= amt;try {Thread.sleep(100);} catch (InterruptedException e) {e.printStackTrace();}}public float getBalance() {return amount;}
}/*** 账户操作类*/
class AccountOperator implements Runnable{private Account account;public AccountOperator(Account account) {this.account = account;}public void run() {synchronized (account) {account.deposit(500);account.withdraw(500);System.out.println(Thread.currentThread().getName() + ":" + account.getBalance());}}
}public class SynchDemo2 {//public static final Object signal = new Object(); // 线程间通信变量//将account改为Demo00.signal也能实现线程同步public static void main(String args[]){Account account = new Account("zhang san", 10000.0f);AccountOperator accountOperator = new AccountOperator(account);final int THREAD_NUM = 5;Thread threads[] = new Thread[THREAD_NUM];for (int i = 0; i < THREAD_NUM; i ++) {threads[i] = new Thread(accountOperator, "Thread" + i);threads[i].start();}}
}

在AccountOperator 类中的run方法里，我们用synchronized 给account对象加了锁。这时，当一个线程访问account对象时，其他试图访问account对象的线程将会阻塞，直到该线程访问account对象结束。也就是说谁拿到那个锁谁就可以运行它所控制的那段代码。 


3.3 .1当有一个明确的对象作为锁时，就可以用类似下面这样的方式写程序。

public void method3(SomeObject obj)
{//obj 锁定的对象synchronized(obj){// todo}
}

3.3.2 当没有明确的对象作为锁，只是想让一段代码同步时，可以创建一个特殊的对象来充当锁：

class Test implements Runnable
{private byte[] lock = new byte[0];  // 特殊的instance变量public void method(){synchronized(lock) {// todo 同步代码块}}public void run() {}
}

3.2、修饰一个方法

public void method()
{synchronized(this) {// todo}
}

在子类方法中加上synchronized关键字

class Parent {public synchronized void method() { }
}
class Child extends Parent {public synchronized void method() { }
}

在子类方法中调用父类的同步方法

class Parent {public synchronized void method() {   }
}
class Child extends Parent {public void method() { super.method();   }
}
  1. 在定义接口方法时不能使用synchronized关键字。
  2. 构造方法不能使用synchronized关键字，但可以使用synchronized代码块来进行同步。

3.3、修饰一个静态的方法

/*** 同步线程*/
class SyncThread implements Runnable {private static int count;public SyncThread() {count = 0;}public synchronized static void method() {for (int i = 0; i < 5; i ++) {try {System.out.println(Thread.currentThread().getName() + ":" + (count++));Thread.sleep(100);} catch (InterruptedException e) {e.printStackTrace();}}}public synchronized void run() {method();}
}public class Demo00{public static void main(String args[]){SyncThread syncThread1 = new SyncThread();SyncThread syncThread2 = new SyncThread();Thread t1 = new Thread(syncThread1, "SyncThread1");Thread t2 = new Thread(syncThread2, "SyncThread2");t1.start();t2.start();}
}

syncThread1和syncThread2是SyncThread的两个对象，但在t1和t2并发执行时却保持了线程同步。这是因为run中调用了静态方法method，而静态方法是属于类的，所以syncThread1和syncThread2相当于用了同一把锁。

3.4、修饰一个类

其作用的范围是synchronized后面括号括起来的部分，作用对象是这个类的所有对象。

/*** 同步线程*/
class SyncThread implements Runnable {private static int count;public SyncThread() {count = 0;}public static void method() {synchronized(SyncThread.class) {for (int i = 0; i < 5; i ++) {try {System.out.println(Thread.currentThread().getName() + ":" + (count++));Thread.sleep(100);} catch (InterruptedException e) {e.printStackTrace();}}}}public synchronized void run() {method();}
}

3.5 经典用法：

消费者与生产者

package CompleteFuture;import java.util.Random;public class ProducerAndConsumer {public static void main(String[] args) {//多线程如何编写// 1、线程操作资源类// 2、创建资源类 ，在资源类中创建属性和操作资源方法Product product = new Product();for (int i = 1; i < 10; i++) {new Thread(new Runnable() {@Overridepublic void run() {product.product();}},"生产者: "+i).start();}for (int i = 1; i <10; i++) {new Thread(new Runnable() {@Overridepublic void run() {product.consume();}},"消费者: "+i).start();}}}// 资源类
class Product{private volatile int num = 0;public synchronized void  product(){// 1、馒头有的多我就可以不生产while (num !=0){try {this.wait();} catch (InterruptedException e) {e.printStackTrace();}}// 一次生产五个for (int i = 0; i <5 ; i++) {++num;}// 产生了馒头通知消费者this.notifyAll();System.out.println(Thread.currentThread().getName()+"生产后剩余馒头："+num);}public synchronized void  consume(){// 1、如果没有馒头我就等待，阻塞消费while (num  == 0){try {this.wait();} catch (InterruptedException e) {e.printStackTrace();}}// 一次吃2个for (int i = 0; i < 2; i++) {if(num>0) {--num;}}// 模拟消耗馒头1stry {Thread.sleep(200);} catch (InterruptedException e) {e.printStackTrace();}this.notifyAll();System.out.println(Thread.currentThread().getName()+"消费后剩余馒头："+num);}
}

单例模式（双重检测）：


 

总结

A. 无论synchronized关键字加在方法上还是对象上，如果它作用的对象是非静态的，则它取得的锁是对象；如果synchronized作用的对象是一个静态方法或一个类，则它取得的锁是对类，该类所有的对象同一把锁。 
B. 每个对象只有一个锁（lock）与之相关联，谁拿到这个锁谁就可以运行它所控制的那段代码。 
C. 实现同步是要很大的系统开销作为代价的，甚至可能造成死锁，所以尽量避免无谓的同步控制。


本文主要整理的是synchronized主要用法，但它实际的原理没有进行详细的拆解。且看下回剖析。

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