Java中Synchronized的用法解析

简单介绍

synchronized是Java中的关键字，是一种同步锁。它修饰的对象有以下几种：

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. 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；
3. 修改一个静态的方法，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；
4. 修改一个类，其作用的范围是synchronized后面括号括起来的部分，作用主的对象是这个类的所有对象。

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。

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("使用关键字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("线程名:"+Thread.currentThread().getName() + ":" + (count++));
                   Thread.sleep(100);
               } catch (InterruptedException e) {
                   e.printStackTrace();
               }
           }
       }
   }
   public int getCount() {
       return count;
   }
}

使用关键字synchronized运行结果

不使用关键字synchronized运行结果

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。
我们再把SyncThread的调用稍微改一下：

public static void main(String[] args) {
       System.out.println("使用关键字synchronized每次调用进行new SyncThread()");
       Thread thread1 = new Thread( new SyncThread(), "SyncThread1");
       Thread thread2 = new Thread( new SyncThread(), "SyncThread2");
       thread1.start();
       thread2.start();
   }

运行结果

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，而上面的代码等同于下面这段代码：

public static void main(String[] args) {
       System.out.println("使用关键字synchronized每次调用进行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();
   }

这时创建了两个SyncThread的对象syncThread1和syncThread2，线程thread1执行的是syncThread1对象中的synchronized代码(run)，而线程thread2执行的是syncThread2对象中的synchronized代码(run)；我们知道synchronized锁定的是对象，这时会有两把锁分别锁定syncThread1对象和syncThread2对象，而这两把锁是互不干扰的，不形成互斥，所以两个线程可以同时执行。

二、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。

多个线程访问synchronized和非synchronized代码块

public static void main(String[] args) {
       System.out.println("使用关键字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代码块，未对count进行读写操作，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();
       }
   }

运行结果

上面代码中countAdd是一个synchronized的，printCount是非synchronized的。从上面的结果中可以看出一个线程访问一个对象的synchronized代码块时，别的线程可以访问该对象的非synchronized代码块而不受阻塞。

修饰一个方法

Synchronized修饰一个方法很简单，就是在方法的前面加synchronized，public synchronized void method(){}; synchronized修饰方法和修饰一个代码块类似，只是作用范围不一样，修饰代码块是大括号括起来的范围，而修饰方法范围是整个函数。如将的run方法改成如下的方式，实现的效果一样。

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

运行结果

Synchronized作用于整个方法的写法。

写法一:

public synchronized void method()
{
  // todo
}

写法二:

public void method()
{
  synchronized(this) {

}
}

写法一修饰的是一个方法，写法二修饰的是一个代码块，但写法一与写法二是等价的，都是锁定了整个方法时的内容。

在用synchronized修饰方法时要注意以下几点：
1. synchronized关键字不能继承。
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。这两种方式的例子代码如下：
在子类方法中加上synchronized关键字

lass 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();   }
}

在定义接口方法时不能使用synchronized关键字。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。

修饰一个静态的方法

Synchronized也可修饰一个静态方法，用法如下：

public synchronized static void method() {

}

我们知道静态方法是属于类的而不属于对象的。同样的，synchronized修饰的静态方法锁定的是这个类的所有对象。

synchronized修饰静态方法

package com.wbg;

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

public class kt {
   public static void main(String[] args) {
       System.out.println("使用关键字静态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();
   }
}

运行结果

syncThread1和syncThread2是SyncThread的两个对象，但在thread1和thread2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。这与使用关键字synchronized运行结果相同

修饰一个类

Synchronized还可作用于一个类，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();
   }
}

运行结果

效果和上面synchronized修饰静态方法是一样的，synchronized作用于一个类T时，是给这个类T加锁，T的所有对象用的是同一把锁。

总结:

1、 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。
2、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。
3、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

来源：https://www.cnblogs.com/weibanggang/p/9470718.html