前言

在Java中，有一个常被忽略 但 非常重要的关键字Synchronized

今天，我将详细讲解 Java关键字Synchronized的所有知识，希望你们会喜欢

目录

示意图

1. 定义

Java中的1个关键字

2. 作用

保证同一时刻最多只有1个线程执行 被Synchronized修饰的方法 / 代码

其他线程 必须等待当前线程执行完该方法 / 代码块后才能执行该方法 / 代码块

3. 应用场景

保证线程安全，解决多线程中的并发同步问题(实现的是阻塞型并发)，具体场景如下：

修饰 实例方法 / 代码块时，(同步)保护的是同一个对象方法的调用 & 当前实例对象

修饰 静态方法 / 代码块时，(同步)保护的是 静态方法的调用 & class 类对象

4. 原理

依赖 JVM 实现同步

底层通过一个监视器对象(monitor)完成， wait()、notify() 等方法也依赖于 monitor 对象

监视器锁(monitor)的本质 依赖于 底层操作系统的互斥锁(Mutex Lock)实现

5. 具体使用

Synchronized 用于 修饰 代码块、类的实例方法 & 静态方法

5.1 使用规则

示意图

5.2 锁的类型 & 等级

由于Synchronized 会修饰 代码块、类的实例方法 & 静态方法，故分为不同锁的类型

具体如下

示意图

之间的区别

示意图

5.3 使用方式

/**

* 对象锁

*/

public class Test{

// 对象锁：形式1(方法锁)

public synchronized void Method1(){

System.out.println("我是对象锁也是方法锁");

try{

Thread.sleep(500);

} catch (InterruptedException e){

e.printStackTrace();

}

}

// 对象锁：形式2(代码块形式)

public void Method2(){

synchronized (this){

System.out.println("我是对象锁");

try{

Thread.sleep(500);

} catch (InterruptedException e){

e.printStackTrace();

}

}

}

｝

/**

* 方法锁(即对象锁中的形式1)

*/

public synchronized void Method1(){

System.out.println("我是对象锁也是方法锁");

try{

Thread.sleep(500);

} catch (InterruptedException e){

e.printStackTrace();

}

}

/**

* 类锁

*/

public class Test{

// 类锁：形式1 ：锁静态方法

public static synchronized void Method1(){

System.out.println("我是类锁一号");

try{

Thread.sleep(500);

} catch (InterruptedException e){

e.printStackTrace();

}

}

// 类锁：形式2 ：锁静态代码块

public void Method2(){

synchronized (Test.class){

System.out.println("我是类锁二号");

try{

Thread.sleep(500);

} catch (InterruptedException e){

e.printStackTrace();

}

}

}

｝

5.4 特别注意

Synchronized修饰方法时存在缺陷：若修饰1个大的方法，将会大大影响效率

示例

若使用Synchronized关键字修饰 线程类的run()，由于run()在线程的整个生命期内一直在运行，因此将导致它对本类任何Synchronized方法的调用都永远不会成功

解决方案

使用 Synchronized关键字声明代码块

该解决方案灵活性高：可针对任意代码块 & 任意指定上锁的对象

代码如下

synchronized(syncObject) {

// 访问或修改被锁保护的共享状态

// 上述方法 必须 获得对象 syncObject(类实例或类)的锁

}

6. 特点

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注：原子性、可见性、有序性的定义

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7. 其他控制并发 / 线程同步方式

7.1 Lock、ReentrantLock

简介

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区别

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7.2 CAS

7.2.1 定义

Compare And Swap，即 比较 并 交换，是一种解决并发操作的乐观锁

synchronized锁住的代码块：同一时刻只能由一个线程访问，属于悲观锁

7.2.2 原理

// CAS的操作参数

内存位置(A)

预期原值(B)

预期新值(C)

// 使用CAS解决并发的原理：

// 1. 首先比较A、B，若相等，则更新A中的值为C、返回True；若不相等，则返回false；

// 2. 通过死循环，以不断尝试尝试更新的方式实现并发

// 伪代码如下

public boolean compareAndSwap(long memoryA, int oldB, int newC){

if(memoryA.get() == oldB){

memoryA.set(newC);

return true;

}

return false;

}

7.2.3 优点

资源耗费少：相对于synchronized，省去了挂起线程、恢复线程的开销

但，若迟迟得不到更新，死循环对CPU资源也是一种浪费

7.2.4 具体实现方式

使用CAS有个“先检查后执行”的操作

而这种操作在Java中是典型的不安全的操作，所以 CAS在实际中是由C++通过调用CPU指令实现的

具体过程

// 1. CAS在Java中的体现为Unsafe类

// 2. Unsafe类会通过C++直接获取到属性的内存地址

// 3. 接下来CAS由C++的Atomic::cmpxchg系列方法实现

7.2.5 典型应用：AtomicInteger

对 i++ 与 i--，通过compareAndSet & 一个死循环实现

而compareAndSet函数内部 = 通过jni操作CAS指令。直到CAS操作成功跳出循环

private volatile int value;

/**

* Gets the current value.

*

* @return the current value

*/

public final int get() {

return value;

}

/**

* Atomically increments by one the current value.

*

* @return the previous value

*/

public final int getAndIncrement() {

for (;;) {

int current = get();

int next = current + 1;

if (compareAndSet(current, next))

return current;

}

}

/**

* Atomically decrements by one the current value.

*

* @return the previous value

*/

public final int getAndDecrement() {

for (;;) {

int current = get();

int next = current - 1;

if (compareAndSet(current, next))

return current;

}

}

8. 总结

本文主要对Java中常被忽略 但 非常重要的关键字Synchronized进行讲解

下面我将继续对 Android & Java中的知识进行深入讲解 ，感兴趣的同学可以继续关注本人运营的Wechat Public Account：

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