Java synchronized关键字深度解析

"深入理解Java_synchronized关键字及其应用" 在Java编程语言中，`synchronized`关键字是用于实现线程同步的重要工具，确保了在多线程环境中的数据一致性与安全性。它主要有两种用法：修饰实例方法和同步代码块。 一、修饰实例方法 当`synchronized`关键字用于修饰一个实例方法时，整个方法体都会被锁定。这意味着在同一时间，只有一个线程能执行该方法。例如： ```java public class MyClass { public synchronized void myMethod() { // 方法体 } } ``` 在这个例子中，如果多个线程尝试同时调用`myMethod()`，只有一个线程能执行，其他线程必须等待当前线程完成后再进行。 二、同步代码块 `synchronized`也可以用于同步代码块，语法如下： ```java synchronized (object) { // 需要同步的代码 } ``` 这里的`object`通常是对象引用，可以是类实例或者类的`Class`对象。同步代码块提供了更细粒度的锁控制，只锁定特定的代码区域。例如： ```java public class ThreadSafeCounter { private int count = 0; public void increment() { synchronized (this) { count++; } } } ``` 在这个例子中，`increment()`方法内部的同步代码块确保了`count`变量的增加操作是线程安全的。 三、锁机制 `synchronized`关键字的工作原理基于Java的锁机制，它涉及到Java内存模型（JMM）中的监视器锁（Monitor）。每个对象都有一个内置的监视器锁，当线程进入同步代码块或同步方法时，会获取对应的锁，执行完毕后释放。其他线程尝试进入时，若锁已被持有，会进入阻塞状态，直到锁被释放。 四、锁的重入性 Java的`synchronized`关键字具有重入性，即一个线程已经获得了对象的锁，它可以再次请求并获得该锁，不会出现死锁。这在处理递归调用或嵌套同步块时非常有用。 五、同步与性能 虽然`synchronized`提供了线程安全，但过度使用可能会导致性能问题，因为线程的上下文切换和等待锁会消耗资源。因此，在设计多线程程序时，应尽量减少同步的范围，或者考虑使用更轻量级的锁，如`java.util.concurrent`包中的锁类。 六、类级别的同步 `synchronized`还可以应用于静态方法，此时锁住的是类的`Class`对象，而不是实例对象： ```java public class MyClass { public static synchronized void myStaticMethod() { // 方法体 } } ``` 这意味着所有线程在调用同一类的静态同步方法时都会互相排斥。 七、监视器锁与wait/notify机制 `synchronized`关键字与`wait()`, `notify()`, `notifyAll()`方法一起使用，可以实现复杂的线程通信和协作。这些方法都定义在`Object`类中，只有在持有监视器锁的情况下才能调用，否则会抛出`IllegalMonitorStateException`。 总结，`synchronized`是Java中实现线程同步的关键手段，它通过锁机制保证了共享资源的正确访问，防止数据不一致和竞态条件。理解和熟练运用`synchronized`对于编写高效、安全的多线程Java程序至关重要。在实际编程中，应根据具体需求选择合适的方式进行同步，平衡性能和安全性。