Java中Synchronized的用法（簡單介紹）

簡單介紹

synchronized是Java中的關鍵字，是一種同步鎖。它修飾的對象有以下幾種： 

　　1. 修飾一個代碼塊，被修飾的代碼塊稱為同步語句塊，其作用的范圍是大括號{}括起來的代碼，作用的對象是調用這個代碼塊的對象； 
　　2. 修飾一個方法，被修飾的方法稱為同步方法，其作用的范圍是整個方法，作用的對象是調用這個方法的對象； 
　　3. 修改一個靜態的方法，其作用的范圍是整個靜態方法，作用的對象是這個類的所有對象； 
　　4. 修改一個類，其作用的范圍是synchronized后面括號括起來的部分，作用主的對象是這個類的所有對象。

修飾一個代碼塊

　　1、一個線程訪問一個對象中的synchronized(this)同步代碼塊時，其他試圖訪問該對象的線程將被阻塞。

　例子：

package com.wbg;

import java.util.ArrayList;
import java.util.List;

public class kt {
    public static void main(String[] args) {
        System.out.println("使用關鍵字synchronized");
        SyncThread syncThread = new SyncThread();
        Thread thread1 = new Thread(syncThread, "SyncThread1");
        Thread thread2 = new Thread(syncThread, "SyncThread2");
        thread1.start();
        thread2.start();
    }
}
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("線程名:"+Thread.currentThread().getName() + ":" + (count++));
                    Thread.sleep(100);
                } catch (InterruptedException e) {
                    e.printStackTrace();
                }
            }
        }
    }
    public int getCount() {
        return count;
    }
}

使用關鍵字synchronized運行結果 

不使用關鍵字synchronized運行結果

當兩個並發線程(thread1和thread2)訪問同一個對象(syncThread)中的synchronized代碼塊時，在同一時刻只能有一個線程得到執行，另一個線程受阻塞，必須等待當前線程執行完這個代碼塊以后才能執行該代碼塊。Thread1和thread2是互斥的，因為在執行synchronized代碼塊時會鎖定當前的對象，只有執行完該代碼塊才能釋放該對象鎖，下一個線程才能執行並鎖定該對象。 
我們再把SyncThread的調用稍微改一下：

 

public static void main(String[] args) {
        System.out.println("使用關鍵字synchronized每次調用進行new SyncThread()");
        Thread thread1 = new Thread( new SyncThread(), "SyncThread1");
        Thread thread2 = new Thread( new SyncThread(), "SyncThread2");
        thread1.start();
        thread2.start();
    }

運行結果

為什么上面的例子中thread1和thread2同時在執行。這是因為synchronized只鎖定對象，每個對象只有一個鎖（lock）與之相關聯，而上面的代碼等同於下面這段代碼：

public static void main(String[] args) {
        System.out.println("使用關鍵字synchronized每次調用進行new SyncThread()");
        SyncThread syncThread1 = new SyncThread();
        SyncThread syncThread2 = new SyncThread();
        Thread thread1 = new Thread(syncThread1, "SyncThread1");
        Thread thread2 = new Thread(syncThread2, "SyncThread2");
        thread1.start();
        thread2.start();
    }

 

 這時創建了兩個SyncThread的對象syncThread1和syncThread2，線程thread1執行的是syncThread1對象中的synchronized代碼(run)，而線程thread2執行的是syncThread2對象中的synchronized代碼(run)；我們知道synchronized鎖定的是對象，這時會有兩把鎖分別鎖定syncThread1對象和syncThread2對象，而這兩把鎖是互不干擾的，不形成互斥，所以兩個線程可以同時執行。

 二、當一個線程訪問對象的一個synchronized(this)同步代碼塊時，另一個線程仍然可以訪問該對象中的非synchronized(this)同步代碼塊。 

　　多個線程訪問synchronized和非synchronized代碼塊

　　　　

 public static void main(String[] args) {
        System.out.println("使用關鍵字synchronized");
        Mthreads mt=new Mthreads();
        Thread thread1 = new Thread(mt, "mt1");
        Thread thread2 = new Thread(mt, "mt2");
        thread1.start();
        thread2.start();
    }
}
class Mthreads implements Runnable{
    private int count;

    public Mthreads() {
        count = 0;
    }

    public void countAdd() {
        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();
                }
            }
        }
    }

    //非synchronized代碼塊，未對count進行讀寫操作，所以可以不用synchronized
    public void printCount() {
        for (int i = 0; i < 5; i ++) {
            try {
                System.out.println(Thread.currentThread().getName() + " count:" + count);
                Thread.sleep(100);
            } catch (InterruptedException e) {
                e.printStackTrace();
            }
        }
    }

    public void run() {
        String threadName = Thread.currentThread().getName();
        if (threadName.equals("mt1")) {
            countAdd();
        } else if (threadName.equals("mt2")) {
            printCount();
        }
    }

運行結果

　　

上面代碼中countAdd是一個synchronized的，printCount是非synchronized的。從上面的結果中可以看出一個線程訪問一個對象的synchronized代碼塊時，別的線程可以訪問該對象的非synchronized代碼塊而不受阻塞。

修飾一個方法

Synchronized修飾一個方法很簡單，就是在方法的前面加synchronized，public synchronized void method(){}; synchronized修飾方法和修飾一個代碼塊類似，只是作用范圍不一樣，修飾代碼塊是大括號括起來的范圍，而修飾方法范圍是整個函數。如將的run方法改成如下的方式，實現的效果一樣。

 public synchronized void run() {
       {
            for (int i = 0; i < 5; i++) {
                try {
                    System.out.println("線程名:"+Thread.currentThread().getName() + ":" + (count++));
                    Thread.sleep(100);
                } catch (InterruptedException e) {
                    e.printStackTrace();
                }
            }
        }
    }

運行結果

Synchronized作用於整個方法的寫法。 

寫法一:

public synchronized void method()
{
   // todo
}

寫法二:

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

寫法一修飾的是一個方法，寫法二修飾的是一個代碼塊，但寫法一與寫法二是等價的，都是鎖定了整個方法時的內容。

在用synchronized修飾方法時要注意以下幾點： 
1. synchronized關鍵字不能繼承。 
雖然可以使用synchronized來定義方法，但synchronized並不屬於方法定義的一部分，因此，synchronized關鍵字不能被繼承。如果在父類中的某個方法使用了synchronized關鍵字，而在子類中覆蓋了這個方法，在子類中的這個方法默認情況下並不是同步的，而必須顯式地在子類的這個方法中加上synchronized關鍵字才可以。當然，還可以在子類方法中調用父類中相應的方法，這樣雖然子類中的方法不是同步的，但子類調用了父類的同步方法，因此，子類的方法也就相當於同步了。這兩種方式的例子代碼如下： 
在子類方法中加上synchronized關鍵字

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

在子類方法中調用父類的同步方法

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

在定義接口方法時不能使用synchronized關鍵字。

構造方法不能使用synchronized關鍵字，但可以使用synchronized代碼塊來進行同步。

修飾一個靜態的方法

Synchronized也可修飾一個靜態方法，用法如下：

public synchronized static void method() {
   
}

我們知道靜態方法是屬於類的而不屬於對象的。同樣的，synchronized修飾的靜態方法鎖定的是這個類的所有對象。

synchronized修飾靜態方法

package com.wbg;

import java.util.ArrayList;
import java.util.List;

public class kt {
    public static void main(String[] args) {
        System.out.println("使用關鍵字靜態synchronized");
        SyncThread syncThread = new SyncThread();
        Thread thread1 = new Thread(syncThread, "SyncThread1");
        Thread thread2 = new Thread(syncThread, "SyncThread2");
        thread1.start();
        thread2.start();
    }
}
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();
    }
}

運行結果

syncThread1和syncThread2是SyncThread的兩個對象，但在thread1和thread2並發執行時卻保持了線程同步。這是因為run中調用了靜態方法method，而靜態方法是屬於類的，所以syncThread1和syncThread2相當於用了同一把鎖。這與使用關鍵字synchronized運行結果相同

修飾一個類

Synchronized還可作用於一個類，用法如下：

package com.wbg;

import java.util.ArrayList;
import java.util.List;

public class kt {
    public static void main(String[] args) {
        System.out.println("使用ClassName");
        SyncThread syncThread = new SyncThread();
        Thread thread1 = new Thread(syncThread, "SyncThread1");
        Thread thread2 = new Thread(syncThread, "SyncThread2");
        thread1.start();
        thread2.start();
    }
}
class ClassName {
    public void method() {
        synchronized(ClassName.class) {

        }
    }
}
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();
    }
}

運行結果

 

效果和上面synchronized修飾靜態方法是一樣的，synchronized作用於一個類T時，是給這個類T加鎖，T的所有對象用的是同一把鎖。

 總結:

1、 無論synchronized關鍵字加在方法上還是對象上，如果它作用的對象是非靜態的，則它取得的鎖是對象；如果synchronized作用的對象是一個靜態方法或一個類，則它取得的鎖是對類，該類所有的對象同一把鎖。 
2、每個對象只有一個鎖（lock）與之相關聯，誰拿到這個鎖誰就可以運行它所控制的那段代碼。 
3、實現同步是要很大的系統開銷作為代價的，甚至可能造成死鎖，所以盡量避免無謂的同步控制