Java中synchronized關鍵字的作用分析

Java中synchronized關鍵字的作用分析，很多新手對此不是很清楚，為了幫助大家解決這個難題，下面小編將為大家詳細講解，有這方面需求的人可以來學習下，希望你能有所收獲。

一、簡介：

        synchronized關鍵字是用來控制線程同步的，就是在多線程的環境下，控制synchronized代碼段不被多個線程同時執行。synchronized既可以加在一段代碼上，也可以加在方法上。

1、舉個栗子：

2、類文件編譯

        看看該class文件的編譯后的文件，查看當前類的包，變量信息，堆棧信息等等，有助于理解synchronized到底是什么指令操作的：

命令：javap -verbose MySynchronized > mySynchronized.txt

可以看到jvm加鎖的指令，monitorenter加鎖，monitorexit釋放鎖的指令，至于怎么計數的，有興趣的可以深入研究一下。

二、synchronized的方式概念：

       類鎖，對象鎖，代碼塊鎖，同步方法鎖。

1. 類鎖：顧名思義是該類的鎖，是初始化靜態方法上的鎖，與對象鎖不一樣，簡單可以理解，類加載完就存在的鎖。

2. 對象鎖：是new出來的實例，每個實例相互隔離。

3. 方法鎖：就是方法上加一個synchronized關鍵字，又區分為靜態方法鎖和實例方法鎖，兩者不一樣。

4. 代碼塊鎖：就是鎖一段代碼，主要區別在括號里的對象synchronized(this){...}，或者其他synchronized(lock){...}。

三、鎖的幾種用法和多線程下的阻塞分析

1、代碼塊鎖，新建一個對象：Object lock = new Object()，這里鎖的是這個對象的下的Object 對象，大部分人喜歡這樣用，this是鎖整個對象，范圍比較大，可能造成該對象中其他加鎖方法被干擾，所以可以用這種方式去防止大類對象被使用的時候造成死鎖。

private Object lock = new Object();
/**
 * 鎖對象lock
 */
public void methodA(){
    synchronized(lock){
        System.out.println("methodA====start");
        try {
            Thread.sleep(2000);
        } catch (InterruptedException e) {
            e.printStackTrace();
        }
        System.out.println("methodA====end");
    }
}

2、代碼塊鎖，鎖類對象鎖本身，不同的對象相互隔離，互不干擾。

/**
 * 鎖對象本身
 */
public void methodB(){
    synchronized(this){
        System.out.println("methodB==start");
        try {
            Thread.sleep(3000);
        } catch (InterruptedException e) {
            e.printStackTrace();
        }
        System.out.println("methodB==end");
    }
}

3、實例方法鎖：

/**
 * 實例方法鎖，同一個實例，多線程阻塞
 * 不同的實例，互不干擾，因為鎖的不是一個對象
 * 不同的實例，不同實例方法鎖，多線程也是阻塞等待的，因為是一個對象
 */
public synchronized void methodD(){
    System.out.println("methodD==start");
    try {
        Thread.sleep(3000);
    } catch (InterruptedException e) {
        e.printStackTrace();
    }
    System.out.println("methodD==end");
}

4、靜態方法鎖：

/**
 * static方法，類級別的鎖，更對象this無關，
 * 同一個類中靜態方法鎖，多線程阻塞，等待獲取類鎖才能執行
 * 同一個類中不同靜態方法鎖，多線程阻塞，也需要等待獲取類鎖才能執行
 */
public synchronized static void methodC(){
    System.out.println("methodC==start");
    try {
        Thread.sleep(3000);
    } catch (InterruptedException e) {
        e.printStackTrace();
    }
    System.out.println("methodC==end");
}

5、最后說說wait和sleep和對象鎖：

/**
 * wait 會放棄對象鎖，不會放棄CPU資源
 * sleep 不會放棄對象鎖，會放棄CPU資源
 * 測試發現同一個對象，sleep的方法阻塞，wait方法會放棄對象 * 鎖，繼續多線程執行
 */
public synchronized void methodE(){
    System.out.println("methodE==start");
    try {
        this.wait(3000);
    } catch (InterruptedException e) {
        e.printStackTrace();
    }
    System.out.println("methodE==end");
}

四、最后總結：

       主要看synchronized 鎖的是不是同一個對象，是一個對象，則下一個線程則需要等待上一個線程釋放對象鎖，（記住是對象鎖）

五、什么場景用？

        synchronized 雖然能保證線程安全，但是在并發場景下，會影響性能，比如在搶購場景下。還有加鎖的方法或者加鎖代碼塊是不是一個很耗時的流程，或者一個公共方法，很多業務邏輯都用到，這時候，并發環境下，基本行不通，不同的業務場景下不應該有干擾。所以盡量根據不同的場景和業務邏輯謹慎使用，也可以通過其他方式保證線程的安全，比如用并發包中的一些數據結構，或者ThreadLocal實現線程上下文變量一致性，防止其他程序對公共變量進行篡改。

六、擴展知識

1、很多人問，synchronized 和 實現Lock接口的對象都有加鎖的功能，在開發的時候如何選擇？

     《深入理解Java虛擬機》線程安全和鎖優化一章有簡單做介紹，synchronized 和ReentrantLock在JDK1.5 中單核，ReentrantLock比synchronized 的性能要好，多核CPU 下synchronized還是比ReentrantLock好，這樣可以看出synchronized 的性能并不差，所以在JDK1.6，JVM在synchronized 的優化，性能已經由于Lock，在一般的synchronized 能滿足需求的情況下會使用synchronized 。

2、那Lock又有哪些優勢呢？

      synchronized 是java 的原生鎖，而ReentrantLock是基于API的方式進行加鎖的，和一些鎖的其他操作。功能比synchronized 要強大，那就意味著用起來就靈活，可以實現很多synchronized 沒有的功能，例如：

1.等待過程中，可以直接中斷等待（如果一直沒有獲得鎖的話）

2.公平鎖：基于時間先后進行鎖獲取，不是synchronized 一樣無序競爭。

3.一個ReentrantLock對象可以綁定多個鎖對象，synchronized （Object）需要多個對象，而ReentrantLock只需多次調用newCondition()方法即可。

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