Java中synchronized同步锁四种用法及作用范围
Java中synchronized同步锁用法及作用范围 - 在梅边的专栏 - CSDN博客
https://blog.csdn.net/yx0628/article/details/79086511
Java中synchronized同步锁用法及作用范围
Java 中的 synchronized 关键字可以在多线程环境下用来作为线程安全的同步锁。本文主要对 synchronized 的作用，以及其有效范围进行讨论。
Java中的对象锁和类锁：java的对象锁和类锁在锁的概念上基本上和内置锁是一致的，但是，两个锁实际是有很大的区别的，对象锁是用于对象实例方法，或者一个对象实例上的，类锁是用于类的静态方法或者一个类的class对象上的。我们知道，类的对象实例可以有很多个，但是每个类只有一个class对象，所以不同对象实例的对象锁是互不干扰的，但是每个类只有一个类锁。但是有一点必须注意的是，其实类锁只是一个概念上的东西，并不是真实存在的，它只是用来帮助我们理解锁定实例方法和静态方法的区别的。
synchronized 关键字主要有以下几种用法：
- 非静态方法的同步；
- 静态方法的同步；
- 代码块。
下面分对象锁和类锁来分别说明 synchronized 用法：
对象锁
非静态方法使用 synchronized 修饰的写法，修饰实例方法时，锁定的是当前对象：
public synchronized void test(){
// TODO
}代码块使用 synchronized 修饰的写法，使用代码块，如果传入的参数是 this，那么锁定的也是当前的对象：
public void test(){
synchronized (this) {
// TODO
}
}- 1
- 2
- 3
- 4
- 5
下面通过例子来说明对象锁：
定义一个类，方法如下，将 count 自减，从 5 到 0：
public class TestSynchronized {
public synchronized void minus() {
int count = 5;
for (int i = 0; i < 5; i++) {
count--;
System.out.println(Thread.currentThread().getName() + " - " + count);
try {
Thread.sleep(500);
} catch (InterruptedException e) {
}
}
}
}测试调用方法如下：
public class Run {
public static void main(String[] args) {
final TestSynchronized test = new TestSynchronized();
Thread thread1 = new Thread(new Runnable() {
@Override
public void run() {
test.minus();
}
});
Thread thread2 = new Thread(new Runnable() {
@Override
public void run() {
test.minus();
}
});
thread1.start();
thread2.start();
}
}两个线程 thread1 和 thread2，同时访问对象的方法，由于该方法是 synchronized 关键字修饰的，那么这两个线程都需要获得该对象锁，一个获得后另一个线程必须等待。所以我们可以猜测运行结果应该是，一个线程执行完毕后，另一个线程才开始执行，运行例子，输出打印结果如下：
Thread-0 - 4
Thread-0 - 3
Thread-0 - 2
Thread-0 - 1
Thread-0 - 0
Thread-1 - 4
Thread-1 - 3
Thread-1 - 2
Thread-1 - 1
Thread-1 - 0（另：thread1 和 thread2 谁先执行并不一定）
本例对于对象锁进行了基础的解释。但是对象锁的范围是怎样的，对象的某个同步方法被一个线程访问后，其他线程能不能访问该对象的其他同步方法，以及是否可以访问对象的其他非同步方法呢，下面对两种进行验证：
对两个同步方法两个线程的验证：
修改类如下，加入 minus2() 方法，和 minus() 方法一样：
package com.test.run;
public class TestSynchronized {
public synchronized void minus() {
int count = 5;
for (int i = 0; i < 5; i++) {
count--;
System.out.println(Thread.currentThread().getName() + " - " + count);
try {
Thread.sleep(500);
} catch (InterruptedException e) {
}
}
}
public synchronized void minus2() {
int count = 5;
for (int i = 0; i < 5; i++) {
count--;
System.out.println(Thread.currentThread().getName() + " - " + count);
try {
Thread.sleep(500);
} catch (InterruptedException e) {
}
}
}
}测试调用如下，两个线程访问不同的方法：
public class Run {
public static void main(String[] args) {
final TestSynchronized test = new TestSynchronized();
Thread thread1 = new Thread(new Runnable() {
@Override
public void run() {
test.minus();
}
});
Thread thread2 = new Thread(new Runnable() {
@Override
public void run() {
test.minus2();
}
});
thread1.start();
thread2.start();
}
}输出结果如下：
Thread-0 - 4
Thread-0 - 3
Thread-0 - 2
Thread-0 - 1
Thread-0 - 0
Thread-1 - 4
Thread-1 - 3
Thread-1 - 2
Thread-1 - 1
Thread-1 - 0可以看到，某个线程得到了对象锁之后，该对象的其他同步方法是锁定的，其他线程是无法访问的。
下面看是否能访问非同步方法：
修改类代码如下，将 minus2() 的 synchronized 修饰去掉，代码如下：
public class TestSynchronized {
public synchronized void minus() {
int count = 5;
for (int i = 0; i < 5; i++) {
count--;
System.out.println(Thread.currentThread().getName() + " - " + count);
try {
Thread.sleep(500);
} catch (InterruptedException e) {
}
}
}
public void minus2() {
int count = 5;
for (int i = 0; i < 5; i++) {
count--;
System.out.println(Thread.currentThread().getName() + " - " + count);
try {
Thread.sleep(500);
} catch (InterruptedException e) {
}
}
}
}测试调用的类不变，如下：
public class Run2 {
public static void main(String[] args) {
final TestSynchronized test = new TestSynchronized();
Thread thread1 = new Thread(new Runnable() {
@Override
public void run() {
test.minus();
}
});
Thread thread2 = new Thread(new Runnable() {
@Override
public void run() {
test.minus2();
}
});
thread1.start();
thread2.start();
}
}
- 执行结果如下：
Thread-1 - 4
Thread-0 - 4
Thread-1 - 3
Thread-0 - 3
Thread-1 - 2
Thread-0 - 2
Thread-1 - 1
Thread-0 - 1
Thread-1 - 0
Thread-0 - 0可以看到，结果是交替的，说明线程是交替执行的，说明如果某个线程得到了对象锁，但是另一个线程还是可以访问没有进行同步的方法或者代码。进行了同步的方法（加锁方法）和没有进行同步的方法（普通方法）是互不影响的，一个线程进入了同步方法，得到了对象锁，其他线程还是可以访问那些没有同步的方法（普通方法）。当获取到与对象关联的内置锁时，并不能阻止其他线程访问该对象，当某个线程获得对象的锁之后，只能阻止其他线程获得同一个锁。
类锁
类锁需要 synchronized 来修饰静态 static 方法，写法如下：
public static synchronized void test(){
// TODO
}或者使用代码块，需引用当前的类：
public static void test(){
synchronized (TestSynchronized.class) {
// TODO
}
}举例说明类锁的作用：
public class TestSynchronized {
public static synchronized void minus() {
int count = 5;
for (int i = 0; i < 5; i++) {
count--;
System.out.println(Thread.currentThread().getName() + " - " + count);
try {
Thread.sleep(500);
} catch (InterruptedException e) {
}
}
}
}
- 测试调用类如下：
public class Run {
public static void main(String[] args) {
Thread thread1 = new Thread(new Runnable() {
@Override
public void run() {
TestSynchronized.minus();
}
});
Thread thread2 = new Thread(new Runnable() {
@Override
public void run() {
TestSynchronized.minus();
}
});
thread1.start();
thread2.start();
}
}
输出结果如下：
Thread-0 - 4
Thread-0 - 3
Thread-0 - 2
Thread-0 - 1
Thread-0 - 0
Thread-1 - 4
Thread-1 - 3
Thread-1 - 2
Thread-1 - 1
Thread-1 - 0可以看到，类锁和对象锁其实是一样的，由于静态方法是类所有对象共用的，所以进行同步后，该静态方法的锁也是所有对象唯一的。每次只能有一个线程来访问对象的该非静态同步方法。
类锁的作用和对象锁类似，但是作用范围是否和对象锁一致呢，下面看对象锁和类锁是否等同：
修改类，两个同步方法，其中一个是静态的：
public class TestSynchronized {
public static synchronized void minus() {
int count = 5;
for (int i = 0; i < 5; i++) {
count--;
System.out.println(Thread.currentThread().getName() + " - " + count);
try {
Thread.sleep(500);
} catch (InterruptedException e) {
}
}
}
public synchronized void minus2() {
int count = 5;
for (int i = 0; i < 5; i++) {
count--;
System.out.println(Thread.currentThread().getName() + " - " + count);
try {
Thread.sleep(500);
} catch (InterruptedException e) {
}
}
}
}测试调用类如下，静态方法直接用类调用，实例方法由对象来调用：
public class Run {
public static void main(String[] args) {
final TestSynchronized test = new TestSynchronized();
Thread thread1 = new Thread(new Runnable() {
@Override
public void run() {
TestSynchronized.minus();
}
});
Thread thread2 = new Thread(new Runnable() {
@Override
public void run() {
test.minus2();
}
});
thread1.start();
thread2.start();
}
}运行结果：
Thread-1 - 4
Thread-0 - 4
Thread-0 - 3
Thread-1 - 3
Thread-0 - 2
Thread-1 - 2
Thread-0 - 1
Thread-1 - 1
Thread-1 - 0
Thread-0 - 0可以看到两个线程是交替进行的，也就是说类锁和对象锁是不一样的锁，是互相独立的。
=================================================================
=================================================================
=================================================================
=================================================================
synchronized的四种用法 - 行走江湖的少侠哥 - CSDN博客
https://blog.csdn.net/sinat_32588261/article/details/72880159
synchronized的四种用法
一 修饰方法
Synchronized修饰一个方法很简单，就是在方法的前面加synchronized，synchronized修饰方法和修饰一个代码块类似，只是作用范围不一样，修饰代码块是大括号括起来的范围，而修饰方法范围是整个函数。
例如：
方法一
-
public synchronized void method() -
{ -
// todo -
}
方法二
-
public void method() -
{ -
synchronized(this) { -
// todo -
} -
}
写法一修饰的是一个方法，写法二修饰的是一个代码块，但写法一与写法二是等价的，都是锁定了整个方法时的内容。
synchronized关键字不能继承。
虽然可以使用synchronized来定义方法，但synchronized并不属于方法定义的一部分，因此，synchronized关键字不能被继承。如果在父类中的某个方法使用了synchronized关键字，而在子类中覆盖了这个方法，在子类中的这个方法默认情况下并不是同步的，而必须显式地在子类的这个方法中加上synchronized关键字才可以。当然，还可以在子类方法中调用父类中相应的方法，这样虽然子类中的方法不是同步的，但子类调用了父类的同步方法，因此，子类的方法也就相当于同步了。这两种方式的例子代码如下：
在子类方法中加上synchronized关键字
-
class Parent { -
public synchronized void method() { } -
} -
class Child extends Parent { -
public synchronized void method() { } -
}
在子类方法中调用父类的同步方法
-
class Parent { -
public synchronized void method() { } -
} -
class Child extends Parent { -
public void method() { super.method(); } -
}
- 在定义接口方法时不能使用synchronized关键字。
- 构造方法不能使用synchronized关键字，但可以使用synchronized代码块来进行同步。
二 修饰一个代码块
1）一个线程访问一个对象中的synchronized(this)同步代码块时，其他试图访问该对象的线程将被阻塞
注意下面两个程序的区别
-
class SyncThread implements Runnable { -
private static int count; -
public SyncThread() { -
count = 0; -
} -
public void run() { -
synchronized(this) { -
for (int i = 0; i < 5; i++) { -
try { -
System.out.println(Thread.currentThread().getName() + ":" + (count++)); -
Thread.sleep(100); -
} catch (InterruptedException e) { -
e.printStackTrace(); -
} -
} -
} -
} -
public int getCount() { -
return count; -
} -
} -
public class Demo00 { -
public static void main(String args[]){ -
//test01 -
// SyncThread s1 = new SyncThread(); -
// SyncThread s2 = new SyncThread(); -
// Thread t1 = new Thread(s1); -
// Thread t2 = new Thread(s2); -
//test02 -
SyncThread s = new SyncThread(); -
Thread t1 = new Thread(s); -
Thread t2 = new Thread(s); -
t1.start(); -
t2.start(); -
} -
}
test01的运行结果
test02的运行结果
当两个并发线程(thread1和thread2)访问同一个对象(syncThread)中的synchronized代码块时，在同一时刻只能有一个线程得到执行，另一个线程受阻塞，必须等待当前线程执行完这个代码块以后才能执行该代码块。Thread1和thread2是互斥的，因为在执行synchronized代码块时会锁定当前的对象，只有执行完该代码块才能释放该对象锁，下一个线程才能执行并锁定该对象
为什么上面的例子中thread1和thread2同时在执行。这是因为synchronized只锁定对象，每个对象只有一个锁（lock）与之相关联。
2）当一个线程访问对象的一个synchronized(this)同步代码块时，另一个线程仍然可以访问该对象中的非synchronized(this)同步代码块。
例：
-
class Counter implements Runnable{ -
private int count; -
public Counter() { -
count = 0; -
} -
public void countAdd() { -
synchronized(this) { -
for (int i = 0; i < 5; i ++) { -
try { -
System.out.println(Thread.currentThread().getName() + ":" + (count++)); -
Thread.sleep(100); -
} catch (InterruptedException e) { -
e.printStackTrace(); -
} -
} -
} -
} -
//非synchronized代码块，未对count进行读写操作，所以可以不用synchronized -
public void printCount() { -
for (int i = 0; i < 5; i ++) { -
try { -
System.out.println(Thread.currentThread().getName() + " count:" + count); -
Thread.sleep(100); -
} catch (InterruptedException e) { -
e.printStackTrace(); -
} -
} -
} -
public void run() { -
String threadName = Thread.currentThread().getName(); -
if (threadName.equals("A")) { -
countAdd(); -
} else if (threadName.equals("B")) { -
printCount(); -
} -
} -
} -
public class Demo00{ -
public static void main(String args[]){ -
Counter counter = new Counter(); -
Thread thread1 = new Thread(counter, "A"); -
Thread thread2 = new Thread(counter, "B"); -
thread1.start(); -
thread2.start(); -
} -
}
可以看见B线程的调用是非synchronized,并不影响A线程对synchronized部分的调用。从上面的结果中可以看出一个线程访问一个对象的synchronized代码块时，别的线程可以访问该对象的非synchronized代码块而不受阻塞。
3）指定要给某个对象加锁
-
/** -
* 银行账户类 -
*/ -
class Account { -
String name; -
float amount; -
public Account(String name, float amount) { -
this.name = name; -
this.amount = amount; -
} -
//存钱 -
public void deposit(float amt) { -
amount += amt; -
try { -
Thread.sleep(100); -
} catch (InterruptedException e) { -
e.printStackTrace(); -
} -
} -
//取钱 -
public void withdraw(float amt) { -
amount -= amt; -
try { -
Thread.sleep(100); -
} catch (InterruptedException e) { -
e.printStackTrace(); -
} -
} -
public float getBalance() { -
return amount; -
} -
} -
/** -
* 账户操作类 -
*/ -
class AccountOperator implements Runnable{ -
private Account account; -
public AccountOperator(Account account) { -
this.account = account; -
} -
public void run() { -
synchronized (account) { -
account.deposit(500); -
account.withdraw(500); -
System.out.println(Thread.currentThread().getName() + ":" + account.getBalance()); -
} -
} -
} -
public class Demo00{ -
//public static final Object signal = new Object(); // 线程间通信变量 -
//将account改为Demo00.signal也能实现线程同步 -
public static void main(String args[]){ -
Account account = new Account("zhang san", 10000.0f); -
AccountOperator accountOperator = new AccountOperator(account); -
final int THREAD_NUM = 5; -
Thread threads[] = new Thread[THREAD_NUM]; -
for (int i = 0; i < THREAD_NUM; i ++) { -
threads[i] = new Thread(accountOperator, "Thread" + i); -
threads[i].start(); -
} -
} -
}
运行结果
在AccountOperator 类中的run方法里，我们用synchronized 给account对象加了锁。这时，当一个线程访问account对象时，其他试图访问account对象的线程将会阻塞，直到该线程访问account对象结束。也就是说谁拿到那个锁谁就可以运行它所控制的那段代码。
当有一个明确的对象作为锁时，就可以用类似下面这样的方式写程序。
-
public void method3(SomeObject obj) -
{ -
//obj 锁定的对象 -
synchronized(obj) -
{ -
// todo -
} -
}
当没有明确的对象作为锁，只是想让一段代码同步时，可以创建一个特殊的对象来充当锁：
-
class Test implements Runnable -
{ -
private byte[] lock = new byte[0]; // 特殊的instance变量 -
public void method() -
{ -
synchronized(lock) { -
// todo 同步代码块 -
} -
} -
public void run() { -
} -
}
本例中去掉注释中的signal可以看到同样的运行结果
三 修饰一个静态的方法
Synchronized也可修饰一个静态方法，用法如下：
-
public synchronized static void method() { -
// todo -
}
静态方法是属于类的而不属于对象的。同样的，synchronized修饰的静态方法锁定的是这个类的所有对象。
-
/** -
* 同步线程 -
*/ -
class SyncThread implements Runnable { -
private static int count; -
public SyncThread() { -
count = 0; -
} -
public synchronized static void method() { -
for (int i = 0; i < 5; i ++) { -
try { -
System.out.println(Thread.currentThread().getName() + ":" + (count++)); -
Thread.sleep(100); -
} catch (InterruptedException e) { -
e.printStackTrace(); -
} -
} -
} -
public synchronized void run() { -
method(); -
} -
} -
public class Demo00{ -
public static void main(String args[]){ -
SyncThread syncThread1 = new SyncThread(); -
SyncThread syncThread2 = new SyncThread(); -
Thread thread1 = new Thread(syncThread1, "SyncThread1"); -
Thread thread2 = new Thread(syncThread2, "SyncThread2"); -
thread1.start(); -
thread2.start(); -
} -
}
syncThread1和syncThread2是SyncThread的两个对象，但在thread1和thread2并发执行时却保持了线程同步。这是因为run中调用了静态方法method，而静态方法是属于类的，所以syncThread1和syncThread2相当于用了同一把锁。
四 修饰一个类
Synchronized还可作用于一个类，用法如下：
-
class ClassName { -
public void method() { -
synchronized(ClassName.class) { -
// todo -
} -
} -
}
-
/** -
* 同步线程 -
*/ -
class SyncThread implements Runnable { -
private static int count; -
public SyncThread() { -
count = 0; -
} -
public static void method() { -
synchronized(SyncThread.class) { -
for (int i = 0; i < 5; i ++) { -
try { -
System.out.println(Thread.currentThread().getName() + ":" + (count++)); -
Thread.sleep(100); -
} catch (InterruptedException e) { -
e.printStackTrace(); -
} -
} -
} -
} -
public synchronized void run() { -
method(); -
} -
}
本例的的给class加锁和上例的给静态方法加锁是一样的，所有对象公用一把锁
总结
A. 无论synchronized关键字加在方法上还是对象上，如果它作用的对象是非静态的，则它取得的锁是对象；如果synchronized作用的对象是一个静态方法或一个类，则它取得的锁是对类，该类所有的对象同一把锁。
B. 每个对象只有一个锁（lock）与之相关联，谁拿到这个锁谁就可以运行它所控制的那段代码。
C. 实现同步是要很大的系统开销作为代价的，甚至可能造成死锁，所以尽量避免无谓的同步控制。