java synchronized

在java编程中，经常需要用到同步，而用得最多的也许是synchronized关键字了，下面看看这个关键字的用法。

因为synchronized关键字涉及到锁的概念，所以先来了解一些相关的锁知识。

 

java的内置锁：每个java对象都可以用做一个实现同步的锁，这些锁成为内置锁。线程进入同步代码块或方法的时候会自动获得该锁，在退出同步代码块或方法时会释放该锁。获得内置锁的唯一途径就是进入这个锁的保护的同步代码块或方法。

 

java内置锁是一个互斥锁，这就是意味着最多只有一个线程能够获得该锁，当线程A尝试去获得线程B持有的内置锁时，线程A必须等待或者阻塞，知道线程B释放这个锁，如果B线程不释放这个锁，那么A线程将永远等待下去。

 

java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

 

上面已经对锁的一些概念有了一点了解，下面探讨synchronized关键字的用法。

 

synchronized的用法：synchronized修饰方法和synchronized修饰代码块。

 

下面分别分析这两种用法在对象锁和类锁上的效果。

 

对象锁的synchronized修饰方法和代码块：
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1. test2 : 4  
2. test2 : 3  
3. test2 : 2  
4. test2 : 1  
5. test2 : 0  
6. test1 : 4  
7. test1 : 3  
8. test1 : 2  
9. test1 : 1  
10. test1 : 0  

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上述的代码，第一个方法时用了同步代码块的方式进行同步，传入的对象实例是this，表明是当前对象，当然，如果需要同步其他对象实例，也不可传入其他对象的实例；第二个方法是修饰方法的方式进行同步。因为第一个同步代码块传入的this，所以两个同步代码所需要获得的对象锁都是同一个对象锁，下面main方法时分别开启两个线程，分别调用test1和test2方法，那么两个线程都需要获得该对象锁，另一个线程必须等待。上面也给出了运行的结果可以看到：直到test2线程执行完毕，释放掉锁，test1线程才开始执行。（可能这个结果有人会有疑问，代码里面明明是先开启test1线程，为什么先执行的是test2呢？这是因为java编译器在编译成字节码的时候，会对代码进行一个重排序，也就是说，编译器会根据实际情况对代码进行一个合理的排序，编译前代码写在前面，在编译后的字节码不一定排在前面，所以这种运行结果是正常的， 这里是题外话，最主要是检验synchronized的用法的正确性）

如果我们把test2方法的synchronized关键字去掉，执行结果会如何呢？
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1.test1 : 4  
2.test2 : 4  
3.test2 : 3  
4.test1 : 3  
5.test1 : 2  
6.test2 : 2  
7.test2 : 1  
8.test1 : 1  
9.test2 : 0  
10.test1 : 0  

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上面是执行结果，我们可以看到，结果输出是交替着进行输出的，这是因为，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）。这里涉及到内置锁的一个概念（此概念出自java并发编程实战第二章）：对象的内置锁和对象的状态之间是没有内在的关联的，虽然大多数类都将内置锁用做一种有效的加锁机制，但对象的域并不一定通过内置锁来保护。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。之所以每个对象都有一个内置锁，是为了免去显式地创建锁对象。

 

所以synchronized只是一个内置锁的加锁机制，当某个方法加上synchronized关键字后，就表明要获得该内置锁才能执行，并不能阻止其他线程访问不需要获得该内置锁的方法。

 

类锁的修饰（静态）方法和代码块：
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public class TestSynchronized   
2.{    
3.    public void test1()   
4.    {    
5.         synchronized(TestSynchronized.class)   
6.         {    
7.              int i = 5;    
8.              while( i-- > 0)   
9.              {    
10.                   System.out.println(Thread.currentThread().getName() + " : " + i);    
11.                   try   
12.                   {    
13.                        Thread.sleep(500);    
14.                   }   
15.                   catch (InterruptedException ie)   
16.                   {    
17.                   }    
18.              }    
19.         }    
20.    }    
21.      
22.    public static synchronized void test2()   
23.    {    
24.         int i = 5;    
25.         while( i-- > 0)   
26.         {    
27.              System.out.println(Thread.currentThread().getName() + " : " + i);    
28.              try   
29.              {    
30.                   Thread.sleep(500);    
31.              }   
32.              catch (InterruptedException ie)   
33.              {    
34.              }    
35.         }    
36.    }    
37.      
38.    public static void main(String[] args)   
39.    {    
40.         final TestSynchronized myt2 = new TestSynchronized();    
41.         Thread test1 = new Thread(  new Runnable() {  public void run() {  myt2.test1();  }  }, "test1"  );    
42.         Thread test2 = new Thread(  new Runnable() {  public void run() { TestSynchronized.test2();   }  }, "test2"  );    
43.         test1.start();    
44.         test2.start();    
45.//         TestRunnable tr=new TestRunnable();  
46.//         Thread test3=new Thread(tr);  
47.//         test3.start();  
48.    }   
49.    
50.}  

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1.test1 : 4  
2.test1 : 3  
3.test1 : 2  
4.test1 : 1  
5.test1 : 0  
6.test2 : 4  
7.test2 : 3  
8.test2 : 2  
9.test2 : 1  
10.test2 : 0  

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其实，类锁修饰方法和代码块的效果和对象锁是一样的，因为类锁只是一个抽象出来的概念，只是为了区别静态方法的特点，因为静态方法是所有对象实例共用的，所以对应着synchronized修饰的静态方法的锁也是唯一的，所以抽象出来个类锁。其实这里的重点在下面这块代码，synchronized同时修饰静态和非静态方法
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public class TestSynchronized   
2.{    
3.    public synchronized void test1()   
4.    {    
5.              int i = 5;    
6.              while( i-- > 0)   
7.              {    
8.                   System.out.println(Thread.currentThread().getName() + " : " + i);    
9.                   try   
10.                   {    
11.                        Thread.sleep(500);    
12.                   }   
13.                   catch (InterruptedException ie)   
14.                   {    
15.                   }    
16.              }    
17.    }    
18.      
19.    public static synchronized void test2()   
20.    {    
21.         int i = 5;    
22.         while( i-- > 0)   
23.         {    
24.              System.out.println(Thread.currentThread().getName() + " : " + i);    
25.              try   
26.              {    
27.                   Thread.sleep(500);    
28.              }   
29.              catch (InterruptedException ie)   
30.              {    
31.              }    
32.         }    
33.    }    
34.      
35.    public static void main(String[] args)   
36.    {    
37.         final TestSynchronized myt2 = new TestSynchronized();    
38.         Thread test1 = new Thread(  new Runnable() {  public void run() {  myt2.test1();  }  }, "test1"  );    
39.         Thread test2 = new Thread(  new Runnable() {  public void run() { TestSynchronized.test2();   }  }, "test2"  );    
40.         test1.start();    
41.         test2.start();    
42.//         TestRunnable tr=new TestRunnable();  
43.//         Thread test3=new Thread(tr);  
44.//         test3.start();  
45.    }   
46.    
47.}  

 


1.test1 : 4  
2.test2 : 4  
3.test1 : 3  
4.test2 : 3  
5.test2 : 2  
6.test1 : 2  
7.test2 : 1  
8.test1 : 1  
9.test1 : 0  
10.test2 : 0  

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上面代码synchronized同时修饰静态方法和实例方法，但是运行结果是交替进行的，这证明了类锁和对象锁是两个不一样的锁，控制着不同的区域，它们是互不干扰的。同样，线程获得对象锁的同时，也可以获得该类锁，即同时获得两个锁，这是允许的。

 

到这里，对synchronized的用法已经有了一定的了解。这时有一个疑问，既然有了synchronized修饰方法的同步方式，为什么还需要synchronized修饰同步代码块的方式呢？而这个问题也是synchronized的缺陷所在

 

synchronized的缺陷：当某个线程进入同步方法获得对象锁，那么其他线程访问这里对象的同步方法时，必须等待或者阻塞，这对高并发的系统是致命的，这很容易导致系统的崩溃。如果某个线程在同步方法里面发生了死循环，那么它就永远不会释放这个对象锁，那么其他线程就要永远的等待。这是一个致命的问题。

 

当然同步方法和同步代码块都会有这样的缺陷，只要用了synchronized关键字就会有这样的风险和缺陷。既然避免不了这种缺陷，那么就应该将风险降到最低。这也是同步代码块在某种情况下要优于同步方法的方面。例如在某个类的方法里面：这个类里面声明了一个对象实例，SynObject so=new SynObject()；在某个方法里面调用了这个实例的方法so.testsy();但是调用这个方法需要进行同步，不能同时有多个线程同时执行调用这个方法。

这时如果直接用synchronized修饰调用了so.testsy();代码的方法，那么当某个线程进入了这个方法之后，这个对象其他同步方法都不能给其他线程访问了。假如这个方法需要执行的时间很长，那么其他线程会一直阻塞，影响到系统的性能。

如果这时用synchronized来修饰代码块：synchronized（so）{so.testsy();}，那么这个方法加锁的对象是so这个对象，跟执行这行代码的对象没有关系，当一个线程执行这个方法时，这对其他同步方法时没有影响的，因为他们持有的锁都完全不一样。

 

不过这里还有一种特例，就是上面演示的第一个例子，对象锁synchronized同时修饰方法和代码块，这时也可以体现到同步代码块的优越性，如果test1方法同步代码块后面有非常多没有同步的代码，而且有一个100000的循环，这导致test1方法会执行时间非常长，那么如果直接用synchronized修饰方法，那么在方法没执行完之前，其他线程是不可以访问test2方法的，但是如果用了同步代码块，那么当退出代码块时就已经释放了对象锁，当线程还在执行test1的那个100000的循环时，其他线程就已经可以访问test2方法了。这就让阻塞的机会或者线程更少。让系统的性能更优越。

 

一个类的对象锁和另一个类的对象锁是没有关联的，当一个线程获得A类的对象锁时，它同时也可以获得B类的对象锁。