Java并发之四：正确使用synchronized

synchronized 同步，又称同步锁，以下简称 "sync"。

虽然synchronized的写法有七八种(见下例)， 其实只分两类，一个对象实例锁，一个类锁。

对象实例锁

1、synchronized void method() ：普通sync方法，锁调用该方法的对象实现
2、synchronized(this) ：sync this，锁this
3、synchronized(objRef) ：sync指定变量
4、synchronized(memberRef) ：sync类成员变量
5、synchronized(staticMemberRef) ：sync静态类成员变量

类锁

6、synchronized static void method() ：sync静态方法
7、synchronized(Sample.class) ：sync类锁
8、synchronized(this.getClass()) ：sync类锁

规则

1、对象锁与类锁互相独立，每个实例、每个类都只有一个锁；

2、同为对象锁的sync调用，判断是否同一个对象引用，如同则存在同步竞争；注意Integer/String的缓存坑，两个变量实为一个。

3、同为类锁的sync调用，判断是否同一个Class类，如同则存在同步竞争。

4、非sync方法，任何时候都不受同步锁影响。

5、synchronized关键字是不能继承的，它不是方法签名。

6、sync类成员变量，该类的不同实例持有的普通成员变量，对应的是该成员变量的不同实例，它们之间是不存在锁竞争的。

7、sync静态类成员变量，该类的不同实例持有的是同一个成员变量实例，所以它们之间是存在锁竞争的。但与该静态成员变量所在类的类锁是互相独立的。

实现原理

sync同步锁，是隐式锁，在进入sync临界区时由jvm自动获取，退出时自动释放。

sync同步锁有三个属性：
    依赖的对象实例/类引用；（对象的锁，锁的对象，同义）
    WaitSet，等待池列表，所有调用wait()方法的线程都会进入该列表，等待池列表中的线程不会去竞争sync锁。待其他进入sync临界区的线程调用notify()后或wait(long)的时间到，会退出本区进入EntryList区；
    EntryList，锁池队列，所有尝试获取sync锁，进入该锁的EntryList，待当前持有锁的线程释放后，按非公平方式分配锁；

wait()方法只能sync临界区内使用，因为wait()的语义只有两个：一就是释放sync锁，未持有锁谈何释放；二是进入WaitSet区，等待notify或时间到；

notify() 会从WaitSet列表中随机唤醒一个；

notifyAll()会将WaitSet列表中所有线程都唤醒，整体进入锁池去竞争sync锁；

正确使用

wait() 应配合while循环使用，不应使用if，务必在wait()调用前后都检查条件，如果不满足，必须调用notify()唤醒下一条线程来处理，自己回去继续wait()直至条件满足再往下执行。

notifyAll()将所有WaitSet中的线程从等待池唤醒，全部进入锁池竞争去sync锁，最终也只有一个线程能获取锁去执行，唤醒+竞争锁池本身是线程上下文的重操作，对性能产生不良影响。滥用notifyAll()有可能导致“惊群效应”。

notify() 是对notifyAll()的一个优化，但它有很精确的应用场景，并且要求正确使用。不然可能导致死锁。正确的场景应该是 WaitSet中等待的是相同的条件，唤醒任一个都能正确处理接下来的事项，如果唤醒的线程无法正确处理，务必确保继续notify()下一个线程，并且自身需要重新回到WaitSet中（参见上一条）。导致死锁的原因是notify()随机唤醒了一条线程，但它既无法正确改变条件，也不叫醒另一个兄弟来搞，就会产生一个情况：锁池中的队列空了，等待池中有一堆线程，但不会再被唤醒永远等待。

参考
        《Java编程思想》之《notify()vs.notifyAll()》