內置鎖（一）synchronized 介紹與用法

一、synchronized 的介紹

  synchronized 是 Java語言的關鍵字，當它用來修飾一個方法或者一個代碼塊的時候，能夠保證在同一時刻最多只有一個線程執行該段代碼，而這段代碼也被稱為臨界區。

  synchronized 有多個叫法，而每個叫法都表明synchronized 的特性：

1、內置鎖（又叫 隱式鎖）：synchronized 是內置於JDK中的，底層實現是native；同時，加鎖、解鎖都是JDK自動完成，不需要用戶顯式地控制，非常方便。

2、同步鎖：synchronized 用於同步線程，使線程互斥地訪問某段代碼塊、方法。這就是意味着最多只有一個線程能夠獲得該鎖，當線程A嘗試去獲得線程B持有的內置鎖時，線程A必須等待或者阻塞，知道線程B釋放這個鎖，如果B線程不釋放這個鎖，那么A線程將永遠等待下去。

3、對象鎖：准確來說，是分為對象鎖、類鎖。synchronized 以當前的某個對象為鎖，線程必須通過互斥競爭拿到這把對象鎖，從而才能訪問 臨界區的代碼，訪問結束后，就會釋放鎖，下一個線程才有可能獲取鎖來訪問臨界區（被鎖住的代碼區域）。synchronized鎖 根據鎖的范圍分為 對象鎖 和 類鎖。對象鎖，是以對象實例為鎖，當多個線程共享訪問這個對象實例下的臨界區，只需要競爭這個對象實例便可，不同對象實例下的臨界區是不用互斥訪問；而類鎖，則是以類的class對象為鎖，這個鎖下的臨界區，所有線程都必須互斥訪問，盡管是使用了不同的對象實例；

總的來說，對象鎖的粒度要比類鎖的粒度要細，引起線程競爭鎖的情況比類鎖要少的多，所以盡量別用類鎖，鎖的粒度越少越好。
看下面的例子：

    FruitCount fruitCount = new FruitCount();
	FruitCount fruitCount_3 = new FruitCount();
	//線程1、2 使用了同一個FruitCount對象（fruitCount ）
    Thread thread_1 = new Thread(new MyRunable(fruitCount));
    Thread thread_2 = new Thread(new MyRunable(fruitCount));
    //線程3使用了不同的FruitCount對象(fruitCount_3 )
    Thread thread_3 = new Thread(new MyRunable(fruitCount_3));

   線程1、2將會互斥訪問getAmount( )方法，線程3則獨享getAmount( )方法；線程1、2的getAmount( )方法中的對象鎖是fruitCount ，線程3的則是 fruitCount_3；這便是對象鎖的粒度范圍，不同的對象，鎖是相互隔離的。而對於setData( )方法，三個線程都要互斥訪問訪問它，因為是同一個鎖 -- FruitCount.class類鎖。

class FruitCount{
	
   static int price = 5;
   static int num = 10;
	
	public void setData(int price,int num){
		//類鎖,以FruitCount.class為鎖
		synchronized(FruitCount.class){
			this.price = price;
			this.num = num;
		}
	}
	
	public int getAmount(){
		//對象鎖，以當前對象為鎖
		synchronized (this) {
			int amount = price*num;
			return amount;
		}
	}
}

class MyRunable implements Runnable{
 
	FruitCount fruitCount;
	public MyRunable(FruitCount fruitCount){
		this.fruitCount = fruitCount;
	}
	
	@Override
	public void run() {
		//setData方法 有類鎖
		fruitCount.setData(5, 10);
		//getAmount方法 里面有對象鎖，就是fruitCount對象
		fruitCount.getAmount();
	}	
}

二、synchronized 用法

synchronized 的用法只有兩種：修飾方法、修飾代碼塊

1、在方法聲明時使用，修飾方法

注意：這個synchronized 修飾符 不會參與方法簽名的比較；

語法：

public synchronized void synMethod() {
               //方法體
   }

有以下兩種情況：

• 1.1、修飾的方法是普通的成員方法，那么是對象鎖，便是以當前對象為鎖，即調用這個方法的對象
• 1.2、修飾的方法是靜態方法，則是類鎖。

public synchronized static int countData(int data){
      return data*data;
}

2、修飾一個代碼塊

語法：

public int synMethod(int a1){
    synchronized( object ) {
            //代碼塊，一次只能有一個線程進入
    }
   }

有以下3種情況：

2.1、object 是 this，是對象鎖，this指代當前對象

public int getAmount(){
		//對象鎖，以當前對象為鎖
		synchronized (this) {
			int amount = price*num;
			return amount;
		}
	}

2.2、object 是一個普通對象實例

• 如果是靜態對象，那么就是 類鎖；
• 如果是非靜態對象：成員對象變量、局部變量（甚至可以是 方法參數），那么就是對象鎖；

public void setObj(){
		FruitCount fruitCount = null;
		//局部變量
		synchronized(fruitCount){
			fruitCount = new FruitCount();
		}
	}

2.3、object 是一個類的class 對象，那么就是類鎖

public void setData(int price,int num){
		//類鎖,以FruitCount.class為鎖
		synchronized(FruitCount.class){
			this.price = price;
			this.num = num;
		}
	}

小 結：

1、出現類鎖的情況：

• 以 類.class 為鎖
• 以 靜態變量為鎖
• 修飾靜態方法

2、出現對象鎖的情況：

• 以實例成員對象為鎖（特殊：this 指當前對象）
• 以局部變量（甚至是方法傳進來的參數）為鎖、
• 修飾成員方法

3、當synchronized修飾方法時，synchronized是不參與 方法簽名的比較；