Java中的对象级别锁和类级别锁

在Java中，synchronized代码块一次只能由一个线程执行。此外，java支持并发执行多个线程。这可能导致两个或多个线程同时访问相同的字段或对象。

同步是保持执行中的所有并发线程同步的过程。同步避免了由于共享内存视图不一致而导致的内存一致性错误。当一个方法被声明为同步的；线程持有该方法的对象的监听或锁对象。如果另一个线程正在执行同步方法，那么您的线程将被阻塞，直到该线程释放监听为止。

请注意，我们可以在类中对已定义的方法或块使用synchronized关键字。synchronized关键字不能与类定义中的变量或属性一起使用。

1. Java中的对象级锁定

对象级锁是一种机制，当我们想要同步一个非静态方法或非静态代码块时，这样只有一个线程能够在类的给定实例上执行代码块。应该始终这样做，以使实例级数据线程安全。

对象级锁定可以如下所示:

public class DemoClass
{
    public synchronized void demoMethod(){}
}
 
or
 
public class DemoClass
{
    public void demoMethod(){
        synchronized (this)
        {
            //other thread safe code
        }
    }
}
 
or
 
public class DemoClass
{
    private final Object lock = new Object();
    public void demoMethod(){
        synchronized (lock)
        {
            //other thread safe code
        }
    }
}

2. Java中的类级别锁

类级锁防止多个线程在运行时的任何可用类实例中进入同步块。这意味着如果在运行时有100个DemoClass实例，那么每次只有一个线程能够在任何一个实例中执行demoMethod()，而其他所有实例对于其他线程来讲都是被锁定的。

应该始终执行类级锁定，以使静态数据线程安全。正如我们所知道的，static关键字将方法的数据关联到类级别，因此在静态字段或方法上使用锁定将其关联到类级别。

参照下面类级别锁定的例子：

public class DemoClass
{
    //Method is static
    public synchronized static void demoMethod(){
 
    }
}
 
or
 
public class DemoClass
{
    public void demoMethod()
    {
        //Acquire lock on .class reference
        synchronized (DemoClass.class)
        {
            //other thread safe code
        }
    }
}
 
or
 
public class DemoClass
{
    private final static Object lock = new Object();
 
    public void demoMethod()
    {
        //Lock object is static
        synchronized (lock)
        {
            //other thread safe code
        }
    }
}

3. 对象级别锁定与类级别锁定 - 重要说明

1. Java中的同步确保没有两个线程可以同时或并发地执行需要相同锁的同步方法。
2. synchronized关键字只能用于方法和代码块。这些方法或块可以是静态的，也可以是非静态的。
3. 每当线程进入Javasynchronized方法或块时，它就获得一个锁;每当线程离开synchronized方法或块时，它就释放锁。即使线程在完成后或由于任何错误或异常离开synchronized方法，也会释放锁。
4. Java synchronized关键字本质上是可重入的，这意味着如果一个synchronized方法调用另一个需要相同锁的synchronized方法，那么持有锁的当前线程可以在不获取锁的情况下进入该方法。
5. 如果同步块中使用的对象为空，Java同步将抛出NullPointerException。例如，在上面的代码示例中，如果锁初始化为null，synchronized (lock)将抛出NullPointerException。
6. Java中的同步方法会给应用程序带来性能损失。所以在绝对需要的时候使用同步。另外，考虑使用同步代码块只同步代码的关键部分。
7. 静态同步和非静态同步方法可能同时或并发地运行，因为它们锁定不同的对象。
8. 根据Java语言规范，不能在构造函数中使用synchronized关键字。这是非法的，会导致编译错误。
9. 不要在Java同步块的非final字段上同步。因为非final字段的引用可能随时改变，不同的线程可能在不同的对象上同步，即根本没有同步。
10. 不要使用String文字，因为它们可能在应用程序的其他地方被引用，并可能导致死锁。使用new关键字创建的String对象可以安全地使用。但是最好是，创建一个新的私有范围的对象实例，或者锁定我们想要保护的共享变量本身。

参考资料：

Object level lock vs Class level lock in Java