Java多线程之synchronized关键字

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  • 前言
  • 场景
  • 知其所以然
  • 注意
  • 小结

前言

关于synchronized这个关键字，笔者这里不想像书中一样，用大量的示例来做演示，希望通过一个例子，作归纳和总结。

场景

已知存在一个类Sample（该类有两个实例对象sampleAlpha，sampleBeta），如下图所示。

public class Sample {

    private Object lock = new Object();

    public synchronized void one() {...}

    public synchronized void two() {...}

    public void three() {...}

    public void four() {
        synchronized (this) {
            ...
        }
    }

    public void five() {
        synchronized (lock) {
            ...
        }
    }

    public static synchronized void six() {
        ...
    }

    public void seven() {
        synchronized (Sample.class) {
            ...
        }
    }

}

下面我们来分不同场景讨论下同步的问题：
同一个实例对象：

1.线程A执行实例对象sampleAlpha中的one方法，同时线程B执行实例对象sampleAlpha中的two方法，同步执行。
2.线程A执行实例对象sampleAlpha中的one方法，同时线程B执行实例对象sampleAlpha中的three方法，异步执行。
3.线程A执行实例对象sampleAlpha中的one方法，同时线程B执行实例对象sampleAlpha中的four方法，同步执行。
4.线程A执行实例对象sampleAlpha中的one方法，同时线程B执行实例对象sampleAlpha中的five方法，异步执行。
5.线程A执行实例对象sampleAlpha中的one方法，同时线程B执行实例对象sampleAlpha中的six方法，异步执行。
6.线程A执行实例对象sampleAlpha中的one方法，同时线程B执行实例对象sampleAlpha中的seven方法，异步执行。
7.线程A执行实例对象sampleAlpha中的six方法，同时线程B执行实例对象sampleAlpha中的seven方法，同步执行。

不同的实例对象：

8.线程A执行实例对象sampleAlpha中的one方法，同时线程B执行实例对象sampleBeta中的two方法，异步执行。
9.线程A执行实例对象sampleAlpha中的six方法，同时线程B执行实例对象sampleBeta中的seven方法，同步执行。
……其他类似情况，不一一列举

知其所以然

为什么会出现上述的几种不同情况呢？下面来具体讨论：

第1种：线程A执行方法one的时候已经持有了该方法所属对象的锁，当线程B执行方法two的时候，会和线程A竞争该对象的锁，进入等待状态，当线程A释放该对象的锁后，线程B继续持有该锁，继续执行。
第2种：线程A执行方法one的时候已经持有了该方法所属对象的锁，当线程B执行方法three的时候，并没有同步锁，不需要竞争，直接执行完毕。
第3种：synchronized(this)获取的也是该对象的锁，参考第1种方式。
第4种：线程A执行方法one的时候已经持有了该方法所属对象的锁，当线程B执行方法five的时候，线程B持有的是另外一个对象锁lock，不会和线程A产生竞争，故异步执行。
第5种：线程A执行方法one的时候已经持有了该方法所属对象的锁，当线程B执行方法six的时候，此时线程B持有的不是该对象的锁，而是Class类锁，和线程A竞争的不是同一个，故而异步执行。
第6种：同第5种解释。
第7种：同步执行的原因在于静态同步synchronized方法和synchronized(class)代码块，都是获取当前Class类的锁，对该类产生的所有对象实例起作用。
第8种：由于线程A和线程B持有的都不是同一个对象的锁，故而异步执行，不会产生同步。
第9种：由于线程A和线程B虽然操作的是不同的对象实例，但是他们持有的都是同一个Class类的锁，故而产生竞争，同步执行。

注意

1.由于常量池的原因，大多数情况下synchronized代码块都不要使用String作为锁对象，最好使用new Object()实例化一个对象。
2.关键字synchronized不具有继承性，但是可以在子类中标记该关键字，在父子继承关系中，实现可重入锁。
3.当线程执行出现异常时，其所持有的锁会自动释放。

小结

从上面的几个例子，我们明白了，synchronized修饰方法和synchronized(this)获取的都是当前实例对象的锁，synchronized静态方法和synchronize(class)获取的是Class类的锁，这是两种不同的锁，而要想多线程产生同步，则多个线程竞争的必须是同一个锁。

牢记这一点，做一个心中有锁的人。