[java] java synchronized 关键字详解

Java语言的关键字，可用来给对象和方法或者代码块加锁，当它锁定一个方法或者一个代码块的时候，同一时刻最多只有一个线程执行这段代码。当两个并发线程访问同一个对象object中的这个加锁同步代码块时，一个时间内只能有一个线程得到执行。另一个线程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。然而，当一个线程访问object的一个加锁代码块时，另一个线程仍然可以访问该object中的非加锁代码块。

 一、synchronized同步方法

1.synchronized 同步方法，为对象锁

public class ExceptionReleaseLock {

    public  synchronized  void testLockException(){

        if (Thread.currentThread().getName().equals("A")){
            System.out.println("线程名字为:"+Thread.currentThread().getName()+" 开始运行时间:"+System.currentTimeMillis());
            for(int i=0;i<200;i++){
                while(i>20){
                    System.out.println("i="+i);
                    Integer.parseInt("abcd");
                }
            }
        }else{
            System.out.println("B线程运行时间:"+System.currentTimeMillis());
        }
    }
}

2.synchronized 锁重入

当线程请求一个由其它线程持有的对象锁时，该线程会阻塞，而当线程请求由自己持有的对象锁时，如果该锁是重入锁,请求就会成功,否则阻塞.

 我们来看看synchronized,它拥有强制原子性的内置锁机制,是一个重入锁,所以在使用synchronized时,当一个线程请求得到一个对象锁后再次请求此对象锁,可以再次得到该对象锁,就是说在一个synchronized方法/块的内部调用本类的其他synchronized方法/块时，是永远可以拿到锁。否则，就会造成死锁。

/**
 * Created by Administrator on 2015/12/30 0030.
 *
 * 锁重入机制
 */
public class LockSyn {

    public synchronized  void a(){
        System.out.println("a()");
        b();
    }

    public synchronized  void b(){
        System.out.println("b()");
        c();
    }

    public synchronized  void c(){
        System.out.println("c()");
    }
}

public class TestLockSyn {

    public static  void main(String[] args){

         new LockSyn().a();
    }
}

输出结果：

a()
b()
c()

当存在继承关系时，子类可以通过可重入锁调用父类的同步方法。

public class Animal {

    synchronized  public void eat(){
       System.out.println("Animal eat foods");
        try {
            Thread.sleep(3000);
        } catch (InterruptedException e) {
            e.printStackTrace();
        }
    }
}

public class Cat extends  Animal {

   synchronized  public  void eatFish(){
       System.out.println("cat eatFish...");
       try {
           Thread.sleep(2000);
           this.eat();
       } catch (InterruptedException e) {
           e.printStackTrace();
       }


   }
}

测试：

public class TestAnimal {

    public static  void main(String[] args){
       Cat cat = new Cat();
        cat.eatFish();
    }

}

输出：

cat eatFish...
Animal eat foods

我们再来看看重入锁是怎么实现可重入性的，其实现方法是为每个锁关联一个线程持有者和计数器，当计数器为0时表示该锁没有被任何线程持有，那么任何线程都可能获得该锁而调用相应的方法；当某一线程请求成功后，JVM会记下锁的持有线程，并且将计数器置为1；此时其它线程请求该锁，则必须等待；而该持有锁的线程如果再次请求这个锁，就可以再次拿到这个锁，同时计数器会递增；当线程退出同步代码块时，计数器会递减，如果计数器为0，则释放该锁。

3. 发生异常，锁自动释放

public class ExceptionReleaseLock {

    public  synchronized  void testLockException(){

        if (Thread.currentThread().getName().equals("A")){
            System.out.println("线程名字为:"+Thread.currentThread().getName()+" 开始运行时间:"+System.currentTimeMillis());
            for(int i=0;i<200;i++){
                while(i>20){
                    System.out.println("i="+i);
                    Integer.parseInt("abcd");
                }
            }
        }else{
            System.out.println("B线程运行时间:"+System.currentTimeMillis());
        }
    }
}

public class ExceptionReleaseThread1 extends  Thread {
    private ExceptionReleaseLock exceptionReleaseLock;

    public ExceptionReleaseThread1(ExceptionReleaseLock lock){

        this.exceptionReleaseLock=lock;
    }

    @Override
    public void run() {
       exceptionReleaseLock.testLockException();
    }
}

public class ExceptionReleaseThread2 extends  Thread {
    private ExceptionReleaseLock exceptionReleaseLock;

    public ExceptionReleaseThread2(ExceptionReleaseLock lock){

        this.exceptionReleaseLock=lock;
    }

    @Override
    public void run() {
       exceptionReleaseLock.testLockException();
    }
}

测试：

/**
 * Created by Administrator on 2015/12/30 0030.
 *
 * 发生异常后，锁自动释放
 */
public class TestExceptionRelease {


    public static void main(String[] args){
        ExceptionReleaseLock lock = new ExceptionReleaseLock();
        ExceptionReleaseThread1 a = new ExceptionReleaseThread1(lock);
        ExceptionReleaseThread2 b = new ExceptionReleaseThread2(lock);

        a.setName("A");
        b.setName("B");
        a.start();
        b.start();
    }
}

输出结果：

A线程发生异常后释放了锁，线程B正常执行。

4. 同步不具有继承性.

public class Cat extends  Animal {

  

    @Override
    public  void eat() {

        System.out.println("noSynchronized ....");
    }
}

需要在方法前加上synchronized同步。

二、synchronized 同步语句块

synchronized 方法的缺陷：若将一个大的方法声明为synchronized 将会大大影响效率，典型地，若将线程类的方法 run() 声明为

synchronized ，由于在线程的整个生命期内它一直在运行，因此将导致它对本类任何 synchronized 方法的调用都永远不会成功。当然我们可

以通过将访问类成员变量的代码放到专门的方法中，将其声明为 synchronized ，并在主方法中调用来解决这一问题，但是 Java 为我们提供

了更好的解决办法，那就是 synchronized 块。  
2. synchronized 块：通过 synchronized关键字来声明synchronized 块。语法如下：  
synchronized(syncObject) {  
//允许访问控制的代码  
}  
synchronized 块是这样一个代码块，其中的代码必须获得对象 syncObject （如前所述，可以是类实例或类）的锁方能执行，具体机

制同前所述。由于可以针对任意代码块，且可任意指定上锁的对象，故灵活性较高。  
对synchronized(this)的一些理解 
一、当两个并发线程访问同一个对象object中的这个synchronized(this)同步代码块时，一个时间内只能有一个线程得到执行。另一个线

程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。  
二、然而，当一个线程访问object的一个synchronized(this)同步代码块时，另一个线程仍然可以访问该object中的非synchronized

(this)同步代码块。  
三、尤其关键的是，当一个线程访问object的一个synchronized(this)同步代码块时，其他线程对object中所有其它synchronized(this)

同步代码块的访问将被阻塞。  
四、第三个例子同样适用其它同步代码块。也就是说，当一个线程访问object的一个synchronized(this)同步代码块时，它就获得了这个

object的对象锁。结果，其它线程对该object对象所有同步代码部分的访问都被暂时阻塞。  
五、以上规则对其它对象锁同样适用

package com.xwolf.java.thread.ch2;

/**
 * Created by Administrator on 2016/1/4 0004.
 *
 * synchronized 代码块 同样是对象加锁
 */
public class SyncBlock {

    public synchronized  void a(){
        System.out.println("线程名称为:"+Thread.currentThread().getName()+"在"+System.currentTimeMillis()+" begin&&&&&&&&&&&&&&&");
        try {
            Thread.sleep(2000);
            System.out.println("线程名称为:"+Thread.currentThread().getName()+"在"+System.currentTimeMillis()+" end$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$");

        } catch (InterruptedException e) {
            e.printStackTrace();
        }
    }


    public   void b(){
       try {

           synchronized (this){
               System.out.println("线程名称为:"+Thread.currentThread().getName()+"在"+System.currentTimeMillis()+" begin&&&&&&&&&&&&&&&");
               Thread.sleep(2000);
               System.out.println("线程名称为:"+Thread.currentThread().getName()+"在"+System.currentTimeMillis()+" end$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$");
           }

        } catch (InterruptedException e) {
            e.printStackTrace();
        }
    }


}

public class SyncThreadA extends Thread {

    private SyncBlock block;

    SyncThreadA(SyncBlock block){
        this.block=block;
    }

    @Override
    public void run() {
        block.a();
    }
}

public class SyncThreadB extends Thread {

    private SyncBlock block;

    SyncThreadB(SyncBlock block){
        this.block=block;
    }

    @Override
    public void run() {
        block.b();
    }
}

public class SyncThreadTest {

    public static  void main(String[] args){

        SyncBlock block =new SyncBlock();

        SyncThreadA a = new SyncThreadA(block);
        a.setName("A");

        SyncThreadB b = new SyncThreadB(block);
        b.setName("B");

        a.start();
        b.start();
    }
}

三、static synchronized 和非static synchronized 方法

package com.xwolf.java.thread.ch2;

/**
 * Created by Administrator on 2016/1/4 0004.
 *
 * 验证static方法和非static方法synchronized 区别
 */
public class StaticSync {

    public synchronized  static void a(){
        System.out.println("线程名称为:"+Thread.currentThread().getName()+"在"+System.currentTimeMillis()+" begin&&&&&&&&&&&&&&&");

        try {
            Thread.sleep(2000);
            System.out.println("线程名称为:"+Thread.currentThread().getName()+"在"+System.currentTimeMillis()+" end$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$");

        } catch (InterruptedException e) {
            e.printStackTrace();
        }

    }

    public synchronized  static void b(){
        System.out.println("线程名称为:"+Thread.currentThread().getName()+"在"+System.currentTimeMillis()+" begin&&&&&&&&&&&&&&&");

        try {
            Thread.sleep(2000);
            System.out.println("线程名称为:"+Thread.currentThread().getName()+"在"+System.currentTimeMillis()+" end$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$");

        } catch (InterruptedException e) {
            e.printStackTrace();
        }

    }


    public synchronized   void c(){
        System.out.println("线程名称为:"+Thread.currentThread().getName()+"在"+System.currentTimeMillis()+" begin&&&&&&&&&&&&&&&");

        try {
            Thread.sleep(2000);
            System.out.println("线程名称为:"+Thread.currentThread().getName()+"在"+System.currentTimeMillis()+" end$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$");

        } catch (InterruptedException e) {
            e.printStackTrace();
        }

    }
}

package com.xwolf.java.thread.ch2;

/**
 * Created by Administrator on 2016/1/4 0004.
 */
public class StaticThreadA  extends  Thread{

    private StaticSync staticSync;

   public  StaticThreadA(StaticSync sync){
        this.staticSync=sync;
    }

    @Override
    public void run() {
        staticSync.a();
    }
}

测试：

package com.xwolf.java.thread.ch2;

/**
 * Created by Administrator on 2016/1/4 0004.
 */
public class StaticSyncTest {

    public static void main(String[] args){


        StaticSync sync = new StaticSync();

        StaticThreadA a = new StaticThreadA(sync);
        a.setName("A");

        StaticThreadB b = new StaticThreadB(sync);

        b.setName("B");

        StaticThreadC c = new StaticThreadC(sync);
        c.setName("C");

        a.start();
        b.start();
        c.start();
    }



}

当一个synchronized关键字修饰的方法同时又被static修饰，之前说过，非静态的同步方法会将对象上锁，但是静态方法不属于对象，而是属于类，它会将这个方法所在的类的Class对象上锁。一个类不管生成多少个对象，它们所对应的是同一个Class对象。