深入理解Java synchronized线程同步

"Java多线程编程中，synchronized关键字是实现线程同步的关键，它用于确保对共享资源的访问是有序且安全的。通过synchronized，我们可以避免数据不一致性和竞态条件，保证线程之间的正确交互。本文将深入探讨synchronized在Java中的应用及其原理。" 1. synchronized关键字介绍 synchronized是Java提供的一个内置锁机制，用于控制并发访问共享资源。它可以作用于方法和代码块，以确保同一时间只有一个线程能够执行特定的代码段。 2. synchronized修饰方法 当synchronized修饰实例方法时，整个方法体被视为同步代码块。这意味着每次只有一个实例的方法能被一个线程执行，其他线程需要等待该方法执行完毕才能继续。例如： ```java public class Counter { private int count = 0; public synchronized void increment() { count++; } } ``` 在这个例子中，increment()方法被同步，所以即使有多个线程尝试调用，它们也会按照进入的顺序依次执行，确保count值的正确增加。 3. synchronized修饰代码块 除了修饰方法，synchronized还可以用于代码块，指定同步的监视器对象。这允许更细粒度的控制，只锁定需要同步的部分代码： ```java public class SharedResource { private Object lock = new Object(); public void doSomething() { synchronized (lock) { // 临界区，需要同步的操作 } } } ``` 在这个例子中，doSomething()方法内的代码块由lock对象锁定，只有获取到lock锁的线程才能执行这段代码。 4. volatile与synchronized的区别 虽然volatile关键字也能处理线程间的数据同步，但它并不提供锁机制。synchronized保证了线程的互斥性，而volatile则保证了变量的可见性，但无法防止数据的不一致性。 5. 等待/通知机制 synchronized还提供了wait(), notify()和notifyAll()方法，这些方法需要在同步代码块或同步方法中使用，用于线程间的通信和协作。一个线程可以通过wait()释放锁并等待，而其他线程通过notify()或notifyAll()唤醒等待的线程。 6. 死锁与活锁问题 尽管synchronized提供了线程同步，但不恰当的使用可能导致死锁（两个或更多线程相互等待对方释放资源，从而导致僵局）。因此，理解和避免死锁是多线程编程中的重要任务。 7. 可重入锁 synchronized是可重入的，意味着一个线程已经获得了某个对象的锁，它仍然可以再次获得该锁（进入递归调用或者调用持有相同锁的其他方法），而不会发生死锁。 8. Java内存模型与synchronized synchronized与Java内存模型（JMM）密切相关，它确保了在多线程环境中的数据一致性。synchronized的同步效果是由JMM的内存屏障和锁操作来保证的。 9. ReentrantLock与synchronized Java 5引入了ReentrantLock（可重入锁），它是显式锁的一种，提供了比synchronized更丰富的功能，如公平锁、非公平锁、定时锁等待等，但在基本的同步功能上，两者是等价的。 总结：synchronized是Java多线程编程中的基础工具，通过它实现线程同步，确保数据的安全性和程序的正确性。理解其工作原理和用法，对于编写高效、可靠的并发代码至关重要。