synchronized

时间: 2023-08-08 18:11:25 浏览: 124

java_synchronized详解

### Java synchronized 关键字详解 #### 一、synchronized关键字简介 `synchronized`是Java语言提供的关键字之一，主要用于实现线程间的同步控制。通过`synchronized`关键字，可以在多线程环境中确保同一时间只有一个线程能够访问特定的方法或代码块。这对于避免数据竞争条件（race conditions）和维护数据一致性至关重要。 #### 二、synchronized的工作原理 `synchronized`关键字主要通过对象锁（object lock）机制来实现其功能。当一个线程进入`synchronized`块或方法时，它会自动获取该对象的锁；只有在退出该块或方法时，锁才会被释放。这样就能确保任何时候都只有一个线程可以执行这段代码。 ##### 1. 对象锁的作用范围 - **单个`synchronized`块**：如果一个线程正在执行某个对象上的一个`synchronized`块，则其他任何线程都不能再同时执行该对象上的任何其他`synchronized`块，即使这些块位于不同的方法中。 **示例代码**： ```java public class Thread1 implements Runnable { public void run() { synchronized (this) { for (int i = 0; i < 5; i++) { System.out.println(Thread.currentThread().getName() + " synchronized loop " + i); } } } public static void main(String[] args) { Thread1 t1 = new Thread1(); Thread ta = new Thread(t1, "A"); Thread tb = new Thread(t1, "B"); ta.start(); tb.start(); } } ``` 在上述示例中，可以看到线程A和B都在尝试执行相同的`synchronized`块，但由于它们共享同一个对象锁（即`this`），因此一个线程执行时，另一个线程会被阻塞，直到前一个线程执行完毕并释放锁。 - **不同类型的代码块**：当一个线程在一个对象上执行了一个`synchronized`代码块时，它可以同时执行该对象上的非`synchronized`代码块。 **示例代码**： ```java public class Thread2 { public void m4t1() { synchronized (this) { int i = 5; while (i-- > 0) { System.out.println(Thread.currentThread().getName() + ": " + i); try { Thread.sleep(500); } catch (InterruptedException ie) { } } } } public void m4t2() { int i = 5; while (i-- > 0) { System.out.println(Thread.currentThread().getName() + ": " + i); try { Thread.sleep(500); } catch (InterruptedException ie) { } } } public static void main(String[] args) { final Thread2 myt2 = new Thread2(); Thread t1 = new Thread(new Runnable() { public void run() { myt2.m4t1(); } }, "t1"); Thread t2 = new Thread(new Runnable() { public void run() { myt2.m4t2(); } }, "t2"); t1.start(); t2.start(); } } ``` 上面的例子展示了当一个线程执行了`synchronized`代码块的同时，另一个线程仍然可以执行非`synchronized`代码块。 - **多个`synchronized`块**：当一个线程在一个对象上执行了一个`synchronized`代码块时，其他线程不能访问该对象上的其他`synchronized`代码块。 **示例代码**： ```java public class Thread3 { public void m4t1() { synchronized (this) { System.out.println(Thread.currentThread().getName() + " m4t1 started."); try { Thread.sleep(500); } catch (InterruptedException e) { } } } public void m4t2() { synchronized (this) { System.out.println(Thread.currentThread().getName() + " m4t2 started."); try { Thread.sleep(500); } catch (InterruptedException e) { } } } public static void main(String[] args) { final Thread3 myt3 = new Thread3(); Thread t1 = new Thread(new Runnable() { public void run() { myt3.m4t1(); } }, "t1"); Thread t2 = new Thread(new Runnable() { public void run() { myt3.m4t2(); } }, "t2"); t1.start(); t2.start(); } } ``` 这里，线程`t1`和`t2`都试图访问同一个对象的不同`synchronized`代码块。由于这两个方法都使用了相同的对象锁（即`this`），因此它们之间会发生互斥，一个线程执行时另一个线程会被阻塞。 #### 三、synchronized的高级用法除了基本的同步控制外，`synchronized`还支持更复杂的用法： - **锁粒度调整**：可以通过传递不同的对象作为锁来控制锁的范围。例如，在类级别的同步可以使用`Class`对象作为锁。 **示例代码**： ```java public class Thread4 { private static final Object lock = Thread4.class; public void method1() { synchronized (lock) { // 执行代码 } } public void method2() { synchronized (lock) { // 执行代码 } } } ``` 这种方式下，`method1`和`method2`之间的互斥依赖于`lock`对象，而不是实例对象。 - **静态方法同步**：如果`synchronized`用于静态方法，则锁将是该类的`Class`对象。 **示例代码**： ```java public class Thread5 { public static synchronized void method() { // 执行代码 } } ``` 在这里，所有对`method`的调用都会互相阻塞，因为它们共享同一个锁——`Thread5.class`。 - **锁的可重入性**：`synchronized`支持可重入锁，这意味着一个已经获得锁的线程可以再次进入同一锁保护的区域，而不会发生死锁。 `synchronized`关键字为Java提供了强大的同步机制，可以帮助开发者有效地管理多线程环境下的资源访问问题。通过合理地使用`synchronized`，可以显著提高程序的稳定性和性能。

synchronized是Java中用于实现线程同步的关键字。它可以用于三种不同的应用方式：作用于实例方法、作用于静态方法和作用于同步代码块。\[1\]当synchronized作用于实例方法时，它会锁住当前实例对象，确保同一时间只有一个线程可以执行该方法。当synchronized作用于静态方法时，它会锁住整个类，确保同一时间只有一个线程可以执行该静态方法。当synchronized作用于同步代码块时，它会锁住指定的对象，确保同一时间只有一个线程可以执行该代码块。\[1\]\[2\] 在使用synchronized时，需要注意以下几个关键点： 1. synchronized具有可重入性，即一个线程可以多次获取同一个锁。 2. 线程中断与synchronized的关系：当一个线程在等待获取锁的过程中被中断时，它会抛出InterruptedException异常，并且释放已经获取到的锁。 3. 线程的等待唤醒机制与synchronized的关系：通过wait()方法和notify()/notifyAll()方法，线程可以在等待某个条件满足时进入等待状态，然后在条件满足时被唤醒继续执行。 4. synchronized的底层实现原理包括Java对象头与Monitor、偏向锁、轻量级锁、自旋锁和锁消除等。\[1\] 总之，synchronized是Java中用于实现线程同步的关键字，可以通过作用于实例方法、静态方法或同步代码块来实现线程的同步操作。同时，需要注意synchronized的可重入性、与线程中断和等待唤醒机制的关系，以及其底层实现原理。\[1\]\[2\]\[3\] #### 引用[.reference_title] - *1* *3* [深入理解Java并发之synchronized实现原理](https://blog.csdn.net/javazejian/article/details/72828483)[target="_blank" data-report-click={"spm":"1018.2226.3001.9630","extra":{"utm_source":"vip_chatgpt_common_search_pc_result","utm_medium":"distribute.pc_search_result.none-task-cask-2~all~insert_cask~default-1-null.142^v91^control_2,239^v3^insert_chatgpt"}} ] [.reference_item] - *2* [synchronized详解](https://blog.csdn.net/m0_53474063/article/details/112389756)[target="_blank" data-report-click={"spm":"1018.2226.3001.9630","extra":{"utm_source":"vip_chatgpt_common_search_pc_result","utm_medium":"distribute.pc_search_result.none-task-cask-2~all~insert_cask~default-1-null.142^v91^control_2,239^v3^insert_chatgpt"}} ] [.reference_item] [ .reference_list ]

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