Java sychronized关键字总结(一)

一、简介

synchronized，是java的关键字，它代表这个方法加锁,相当于不管哪一个线程（例如线程A），运行到这个方法时,都要检查有没有其它线程B（或者C、 D等）正在用这个方法(或者该类的其他同步方法)，有的话要等正在使用synchronized方法的线程B（或者C 、D）运行完这个方法后再运行此线程A,没有的话,锁定调用者,然后直接运行。它包括两种用法：synchronized 同步方法和synchronized同步块。

二、用法

下面我们通过一个示例说明一下synchronized在多线程同步中的使用方法，我们首先来看如下代码存在的问题：

package com.wsh.thread.synchronize.test01;public class Test01 {public static void main(String[] args) {// 静态代理-真实角色AppleRunnable appleRunnable = new AppleRunnable();// 静态代理-代理角色Thread proxy1 = new Thread(appleRunnable, "zhangsan");Thread proxy2 = new Thread(appleRunnable, "lisi");Thread proxy3 = new Thread(appleRunnable, "wangwu");// 启动线程proxy1.start();proxy2.start();proxy3.start();}}/*** 线程类*/
class AppleRunnable implements Runnable {// 共享资源(苹果总数量)private int num = 10;@Overridepublic void run() {while (true) {// 如果苹果数量小于等于0,则跳出循环if (num <= 0) {break;}// 模拟网络延时try {Thread.sleep(500);} catch (InterruptedException e) {e.printStackTrace();}System.out.println(Thread.currentThread().getName() + "吃掉第" + (num--) + "个苹果");}}}

以上代码主要是三个线程同时运行，三个人吃10个苹果，这就存在多线程中资源共享的问题。我们运行代码，如下图：

可以看到，总共十个苹果，很明显结果是错的。这就造成了多个线程访问同一个资源冲突的问题。使用synchronized同步就可以解决上述问题。我们改下代码：

【a】使用同步方法解决资源冲突问题：

/*** 线程类*/
class AppleRunnable implements Runnable {// 共享资源(苹果总数量)private int num = 60;//线程运行标识private boolean flag = true;/*** 加入同步方法处理,当num资源被访问时其他线程只能在这里等待*/private synchronized void eat() {// 如果苹果数量小于等于0,则跳出循环if (num <= 0) {flag = false;return;}// 模拟网络延时try {Thread.sleep(200);} catch (InterruptedException e) {e.printStackTrace();}System.out.println(Thread.currentThread().getName() + "吃掉第" + (num--) + "个苹果");}@Overridepublic void run() {while (flag) {eat();}}}

可以看到，我们再eat()方法上面加上了synchronized关键字, 假设当a,b,c三个人同时到达eat(),假如a首先进入了eat()方法，相当于a拥有了访问这个方法的锁，其他线程如b,c需要在外面等待,直到a访问完这个对象释放完锁之后，b,c才能获取这个锁。这样就实现了资源在某个时刻只能一个人访问，其他人都必须等待它释放锁。

运行代码：

如图可见，总共十个苹果，三个线程同时访问这个资源，资源总数正确，说明synchronized确实能够实现线程同步，以上就是synchronized同步方法，它锁定的是AppleRunnable实例对象。

【b】使用同步块解决资源冲突问题：

除了使用synchronized同步方法处理线程同步，同样可以使用同步块解决。如下：

/*** 线程类*/
class AppleRunnable implements Runnable {// 共享资源(苹果总数量)private int num = 30;//线程运行标识private boolean flag = true;private void eat() {//加入同步代码块,线程安全//this指appleRunnablesynchronized (this) {// 如果苹果数量小于等于0,则跳出循环if (num <= 0) {flag = false;return;}// 模拟网络延时try {Thread.sleep(200);} catch (InterruptedException e) {e.printStackTrace();}System.out.println(Thread.currentThread().getName() + "吃掉第" + (num--) + "个苹果");}}@Overridepublic void run() {while (flag) {eat();}}}

可以看到，我们将eat()整个方法用synchronized(this){ ..}包围，其中this指的是appleRunnable对象，使用synchronized(this){ ..}锁定了整个方法，使得在多线程环境中，只能有一个线程获得访问锁，其他线程都必须等待直到释放之后才能获取。我们运行代码：

可以看到，synchronized(this){ ..}同步块也可以解决多线程中访问共享资源冲突的问题。

三、错误锁定演示

这里主要演示三种常见的因为锁定范围不正确，锁定范围过大或者过小、锁定资源不正确导致线程不安全，资源访问冲突的问题。

【a】锁定范围过小,导致线程不安全。

private void eat() {//锁定范围不正确,导致线程不安全synchronized (this) {if (num <= 0) {flag = false;return;}}try {Thread.sleep(200);} catch (InterruptedException e) {e.printStackTrace();}System.out.println(Thread.currentThread().getName() + "吃掉第" + (num--) + "个苹果");}

分析：假设现在只剩下一个苹果，即num=1, 同时a,b,c三个线程都运行到eat()方法，注意我们只锁定了一部分判断num的代码，当a获取锁之后，b，c在外面等待，a判断完之后，num = 1 <= 0不成立，由于这个时候还没进行num--, b进来判断num = 1 <= 0还是不成立，同理c也进来不成立，这个时候a,b,c同时执行到这里：

System.out.println(Thread.currentThread().getName() + "吃掉第" + (num--) + "个苹果");

a取走最后一个苹果时，执行num--之后num = 0，然后b.c依次再去取，就造成资源错误了。

【b】锁定资源不正确，导致线程不安全

private void eat() {//锁定资源不正确,导致线程不安全synchronized (new Integer(num)) {if (num <= 0) {flag = false;return;}try {Thread.sleep(200);} catch (InterruptedException e) {e.printStackTrace();}System.out.println(Thread.currentThread().getName() + "吃掉第" + (num--) + "个苹果");}}

分析：这里是因为只锁定了num这个资源对象，线程其实还有其他属性比如flag，并不能只锁定num就能够实现线程安全。

【c】锁定范围过小,导致线程不安全。

private void eat() {if (num <= 0) {flag = false;return;}//锁定范围过小,导致线程不安全synchronized (this) {try {Thread.sleep(200);} catch (InterruptedException e) {e.printStackTrace();}System.out.println(Thread.currentThread().getName() + "吃掉第" + (num--) + "个苹果");}}

分析：分析方法如【a】

四、总结

以上通过synchronized同步方法和synchronized同步块解决了多线程中共享资源的访问冲突问题，当然这只是一个说明的示例，具体工作中比这个要复杂的多，其实除了同步方法和同步块，synchronized还有一种使用方法就是sychronized（类.class）锁定类的字节码信息这个用法，因为这涉及到一种设计模式，所以在下篇文章进行讲解。下面以一张图概况synchronized关键字的用法：

本文只是笔者在学习synchronized用法的使用的一些总结以及想法，仅供大家学习参考。