Java synchronized关键_动力节点Java学院整理

synchronized原理

在java中，每一个对象有且仅有一个同步锁。这也意味着，同步锁是依赖于对象而存在。

当我们调用某对象的synchronized方法时，就获取了该对象的同步锁。例如，synchronized(obj)就获取了“obj这个对象”的同步锁。

不同线程对同步锁的访问是互斥的。也就是说，某时间点，对象的同步锁只能被一个线程获取到！通过同步锁，我们就能在多线程中，实现对“对象/方法”的互斥访问。 例如，现在有两个线程a和线程b，它们都会访问“对象obj的同步锁”。假设，在某一时刻，线程a获取到“obj的同步锁”并在执行一些操作；而此时，线程b也企图获取“obj的同步锁” —— 线程b会获取失败，它必须等待，直到线程a释放了“该对象的同步锁”之后线程b才能获取到“obj的同步锁”从而才可以运行。 

synchronized基本规则

我们将synchronized的基本规则总结为下面3条，并通过实例对它们进行说明。

第一条: 当一个线程访问“某对象”的“synchronized方法”或者“synchronized代码块”时，其他线程对“该对象”的该“synchronized方法”或者“synchronized代码块”的访问将被阻塞。

第二条: 当一个线程访问“某对象”的“synchronized方法”或者“synchronized代码块”时，其他线程仍然可以访问“该对象”的非同步代码块。

第三条: 当一个线程访问“某对象”的“synchronized方法”或者“synchronized代码块”时，其他线程对“该对象”的其他的“synchronized方法”或者“synchronized代码块”的访问将被阻塞。 

第一条

当一个线程访问“某对象”的“synchronized方法”或者“synchronized代码块”时，其他线程对“该对象”的该“synchronized方法”或者“synchronized代码块”的访问将被阻塞。

下面是“synchronized代码块”对应的演示程序。 

 class myrunable implements runnable {  
  @override
  public void run() {
   synchronized(this) {
    try { 
     for (int i = 0; i < 5; i++) {
      thread.sleep(); // 休眠ms
      system.out.println(thread.currentthread().getname() + " loop " + i); 
     }
    } catch (interruptedexception ie) { 
    }
   } 
  }
 }

public class demo_ {
  public static void main(string[] args) { 
   runnable demo = new myrunable();  // 新建“runnable对象”
   thread t1 = new thread(demo, "t1"); // 新建“线程t1”, t1是基于demo这个runnable对象
  thread t2 = new thread(demo, "t2"); // 新建“线程t2”, t2是基于demo这个runnable对象
   t.start();       // 启动“线程t”
   t.start();       // 启动“线程t” 
  } 
 }

运行结果： 

t1 loop 0
t1 loop 1
t1 loop 2
t1 loop 3
t1 loop 4
t2 loop 0
t2 loop 1
t2 loop 2
t2 loop 3
t2 loop 4 

结果说明：

run()方法中存在“synchronized(this)代码块”，而且t1和t2都是基于"demo这个runnable对象"创建的线程。这就意味着，我们可以将synchronized(this)中的this看作是“demo这个runnable对象”；因此，线程t1和t2共享“demo对象的同步锁”。所以，当一个线程运行的时候，另外一个线程必须等待“运行线程”释放“demo的同步锁”之后才能运行。
如果你确认，你搞清楚这个问题了。那我们将上面的代码进行修改，然后再运行看看结果怎么样，看看你是否会迷糊。修改后的源码如下： 

class mythread extends thread {
  public mythread(string name) {
   super(name);
  }
  @override
  public void run() {
   synchronized(this) {
    try { 
     for (int i = 0; i < 5; i++) {
      thread.sleep(100); // 休眠100ms
      system.out.println(thread.currentthread().getname() + " loop " + i); 
     }
    } catch (interruptedexception ie) { 
    }
   } 
  }
 }
 public class demo1_2 {
  public static void main(string[] args) { 
   thread t1 = new mythread("t1"); // 新建“线程t1”
  thread t2 = new mythread("t2"); // 新建“线程t2”
   t.start();       // 启动“线程t”
   t.start();       // 启动“线程t” 
  } 
 }

代码说明：

比较demo1_2 和 demo1_1，我们发现，demo1_2中的mythread类是直接继承于thread，而且t1和t2都是mythread子线程。

幸运的是，在“demo1_2的run()方法”也调用了synchronized(this)，正如“demo1_1的run()方法”也调用了synchronized(this)一样！

那么，demo1_2的执行流程是不是和demo1_1一样呢？

运行结果： 

t1 loop 0
t2 loop 0
t1 loop 1
t2 loop 1
t1 loop 2
t2 loop 2
t1 loop 3
t2 loop 3
t1 loop 4
t2 loop 4

结果说明：

如果这个结果一点也不令你感到惊讶，那么我相信你对synchronized和this的认识已经比较深刻了。否则的话，请继续阅读这里的分析。

synchronized(this)中的this是指“当前的类对象”，即synchronized(this)所在的类对应的当前对象。它的作用是获取“当前对象的同步锁”。

对于demo1_2中，synchronized(this)中的this代表的是mythread对象，而t1和t2是两个不同的mythread对象，因此t1和t2在执行synchronized(this)时，获取的是不同对象的同步锁。对于demo1_1对而言，synchronized(this)中的this代表的是myrunable对象；t1和t2共同一个myrunable对象，因此，一个线程获取了对象的同步锁，会造成另外一个线程等待。 

第二条

当一个线程访问“某对象”的“synchronized方法”或者“synchronized代码块”时，其他线程仍然可以访问“该对象”的非同步代码块。

下面是“synchronized代码块”对应的演示程序。 

 class count {
  // 含有synchronized同步块的方法
  public void synmethod() {
   synchronized(this) {
    try { 
     for (int i = 0; i < 5; i++) {
     thread.sleep(100); // 休眠100ms
      system.out.println(thread.currentthread().getname() + " synmethod loop " + i); 
     }
    } catch (interruptedexception ie) { 
    }
   } 
  }
  // 非同步的方法
  public void nonsynmethod() {
   try { 
    for (int i = 0; i < 5; i++) {
     thread.sleep(100);
     system.out.println(thread.currentthread().getname() + " nonsynmethod loop " + i); 
    }
   } catch (interruptedexception ie) { 
   }
  }
 }
 public class demo {
  public static void main(string[] args) { 
   final count count = new count();
   // 新建t, t会调用“count对象”的synmethod()方法
   thread t = new thread(
     new runnable() {
      @override
      public void run() {
       count.synmethod();
      }
    }, "t1");
  // 新建t2, t2会调用“count对象”的nonsynmethod()方法
  thread t2 = new thread(
     new runnable() {
      @override
      public void run() {
       count.nonsynmethod();
      }
     }, "t2"); 
  t1.start(); // 启动t1
   t2.start(); // 启动t2
  } 
 }

运行结果： 

t1 synmethod loop 0
t2 nonsynmethod loop 0
t1 synmethod loop 1
t2 nonsynmethod loop 1
t1 synmethod loop 2
t2 nonsynmethod loop 2
t1 synmethod loop 3
t2 nonsynmethod loop 3
t1 synmethod loop 4
t2 nonsynmethod loop 4 

结果说明：

主线程中新建了两个子线程t1和t2。t1会调用count对象的synmethod()方法，该方法内含有同步块；而t2则会调用count对象的nonsynmethod()方法，该方法不是同步方法。t1运行时，虽然调用synchronized(this)获取“count的同步锁”；但是并没有造成t2的阻塞，因为t2没有用到“count”同步锁。

第三条

当一个线程访问“某对象”的“synchronized方法”或者“synchronized代码块”时，其他线程对“该对象”的其他的“synchronized方法”或者“synchronized代码块”的访问将被阻塞。

我们将上面的例子中的nonsynmethod()方法体的也用synchronized(this)修饰。修改后的源码如下： 

 class count {
  // 含有synchronized同步块的方法
  public void synmethod() {
   synchronized(this) {
    try { 
     for (int i = 0; i < 5; i++) {
      thread.sleep(); // 休眠ms
      system.out.println(thread.currentthread().getname() + " synmethod loop " + i); 
     }
    } catch (interruptedexception ie) { 
    }
   } 
  }
  // 也包含synchronized同步块的方法
  public void nonsynmethod() {
   synchronized(this) {
    try { 
    for (int i = 0; i < 5; i++) {
      thread.sleep(100);
      system.out.println(thread.currentthread().getname() + " nonsynmethod loop " + i); 
     }
    } catch (interruptedexception ie) { 
    }
   }
  }
 }
 public class demo3 {
  public static void main(string[] args) { 
   final count count = new count();
   // 新建t1, t1会调用“count对象”的synmethod()方法
  thread t1 = new thread(
     new runnable() {
      @override
      public void run() {
       count.synmethod();
      }
    }, "t1");
  // 新建t2, t2会调用“count对象”的nonsynmethod()方法
   thread t2 = new thread(
     new runnable() {
      @override
      public void run() {
       count.nonsynmethod();
      }
     }, "t2"); 
  t1.start(); // 启动t1
  t2.start(); // 启动t2
  } 
 }

运行结果： 

t1 synmethod loop 0
t1 synmethod loop 1
t1 synmethod loop 2
t1 synmethod loop 3
t1 synmethod loop 4
t2 nonsynmethod loop 0
t2 nonsynmethod loop 1
t2 nonsynmethod loop 2
t2 nonsynmethod loop 3
t2 nonsynmethod loop 4 

结果说明：

主线程中新建了两个子线程t1和t2。t1和t2运行时都调用synchronized(this)，这个this是count对象(count)，而t1和t2共用count。因此，在t1运行时，t2会被阻塞，等待t1运行释放“count对象的同步锁”，t2才能运行。 

synchronized方法 和 synchronized代码块

“synchronized方法”是用synchronized修饰方法，而 “synchronized代码块”则是用synchronized修饰代码块。

synchronized方法示例

public synchronized void foo1() {
 system.out.println("synchronized methoed");
}

synchronized代码块

public void foo2() {
 synchronized (this) {
  system.out.println("synchronized methoed");
 }
}

synchronized代码块中的this是指当前对象。也可以将this替换成其他对象，例如将this替换成obj，则foo2()在执行synchronized(obj)时就获取的是obj的同步锁。

synchronized代码块可以更精确的控制冲突限制访问区域，有时候表现更高效率。下面通过一个示例来演示： 

// demo4.java的源码
 public class demo4 {
  public synchronized void synmethod() {
  for(int i=0; i<1000000; i++)
    ;
  }
  public void synblock() {
   synchronized( this ) {
    for(int i=0; i<1000000; i++)
     ;
   }
  }
  public static void main(string[] args) {
   demo4 demo = new demo4();
   long start, diff;
   start = system.currenttimemillis();    // 获取当前时间(millis)
   demo.synmethod();        // 调用“synchronized方法”
   diff = system.currenttimemillis() - start;  // 获取“时间差值”
   system.out.println("synmethod() : "+ diff);
   start = system.currenttimemillis();    // 获取当前时间(millis)
   demo.synblock();        // 调用“synchronized方法块”
   diff = system.currenttimemillis() - start;  // 获取“时间差值”
   system.out.println("synblock() : "+ diff);
  }
 }

(某一次)执行结果：

synmethod() : 11
synblock() : 3 

实例锁 和 全局锁

实例锁 -- 锁在某一个实例对象上。如果该类是单例，那么该锁也具有全局锁的概念。

               实例锁对应的就是synchronized关键字。

全局锁 -- 该锁针对的是类，无论实例多少个对象，那么线程都共享该锁。

               全局锁对应的就是static synchronized（或者是锁在该类的class或者classloader对象上）。

关于“实例锁”和“全局锁”有一个很形象的例子：

pulbic class something {
 public synchronized void issynca(){}
 public synchronized void issyncb(){}
 public static synchronized void csynca(){}
 public static synchronized void csyncb(){}
}

假设，something有两个实例x和y。分析下面4组表达式获取的锁的情况。

(01) x.issynca()与x.issyncb()
(02) x.issynca()与y.issynca()
(03) x.csynca()与y.csyncb()
(04) x.issynca()与something.csynca()

(01) 不能被同时访问。因为issynca()和issyncb()都是访问同一个对象(对象x)的同步锁！ 

 

 // locktest1.java的源码
 class something {
  public synchronized void issynca(){
   try { 
    for (int i = 0; i < 5; i++) {
     thread.sleep(); // 休眠ms
     system.out.println(thread.currentthread().getname()+" : issynca");
    }
   }catch (interruptedexception ie) { 
   } 
  }
  public synchronized void issyncb(){
   try { 
   for (int i = 0; i < 5; i++) {
     thread.sleep(100); // 休眠100ms
     system.out.println(thread.currentthread().getname()+" : issyncb");
    }
   }catch (interruptedexception ie) { 
   } 
  }
 }
 public class locktest {
  something x = new something();
  something y = new something(); 
  // 比较(01) x.issynca()与x.issyncb() 
  private void test1() {
  // 新建t11, t11会调用 x.issynca()
   thread t11 = new thread(
     new runnable() {
      @override
      public void run() {
       x.issynca();
      }
    }, "t11");
   // 新建t12, t12会调用 x.issyncb()
  thread t12 = new thread(
    new runnable() {
     @override
     public void run() {
       x.issyncb();
      }
    }, "t12"); 
  t11.start(); // 启动t11
   t12.start(); // 启动t12
 } 
  public static void main(string[] args) {
  locktest1 demo = new locktest1();
  demo.test1();
  }
 }

运行结果：
 
t11 : issynca
t11 : issynca
t11 : issynca
t11 : issynca
t11 : issynca
t12 : issyncb
t12 : issyncb
t12 : issyncb
t12 : issyncb
t12 : issyncb

(02) 可以同时被访问。因为访问的不是同一个对象的同步锁，x.issynca()访问的是x的同步锁，而y.issynca()访问的是y的同步锁。 

// locktest2.java的源码
 class something {
   public synchronized void issynca(){
     try { 
      for (int i = 0; i < 5; i++) {
         thread.sleep(100); // 休眠100ms
         system.out.println(thread.currentthread().getname()+" : issynca");
       }
     }catch (interruptedexception ie) { 
     } 
   }
   public synchronized void issyncb(){
     try { 
       for (int i = 0; i < 5; i++) {
        thread.sleep(100); // 休眠100ms
         system.out.println(thread.currentthread().getname()+" : issyncb");
       }
     }catch (interruptedexception ie) { 
     } 
   }
   public static synchronized void csynca(){
     try { 
      for (int i = 0; i < 5; i++) {
        thread.sleep(100); // 休眠100ms
         system.out.println(thread.currentthread().getname()+" : csynca");
       } 
     }catch (interruptedexception ie) { 
     } 
   }
   public static synchronized void csyncb(){
     try { 
      for (int i = 0; i < 5; i++) {
        thread.sleep(100); // 休眠100ms
         system.out.println(thread.currentthread().getname()+" : csyncb");
       } 
     }catch (interruptedexception ie) { 
     } 
   }
 }
 public class locktest2 {
   something x = new something();
   something y = new something();
  // 比较(02) x.issynca()与y.issynca()
  private void test2() {
     // 新建t21, t21会调用 x.issynca()
    thread t21 = new thread(
        new runnable() {
           @override
          public void run() {
           x.issynca();
          }
       }, "t21");
    // 新建t22, t22会调用 x.issyncb()
    thread t22 = new thread(
        new runnable() {
          @override
          public void run() {
             y.issynca();
          }
        }, "t22"); 
    t21.start(); // 启动t21
     t22.start(); // 启动t22
  }
   public static void main(string[] args) {
     locktest2 demo = new locktest2();
     demo.test2();
   }
 }

运行结果：

t21 : issynca
t22 : issynca
t21 : issynca
t22 : issynca
t21 : issynca
t22 : issynca
t21 : issynca
t22 : issynca
t21 : issynca
t22 : issynca 

(03) 不能被同时访问。因为csynca()和csyncb()都是static类型，x.csynca()相当于something.issynca()，y.csyncb()相当于something.issyncb()，因此它们共用一个同步锁，不能被同时反问。

 // locktest3.java的源码
 class something {
   public synchronized void issynca(){
     try { 
      for (int i = 0; i < 5; i++) {
         thread.sleep(); // 休眠ms
         system.out.println(thread.currentthread().getname()+" : issynca");
       }
     }catch (interruptedexception ie) { 
     } 
   }
   public synchronized void issyncb(){
     try { 
       for (int i = 0; i < 5; i++) {
        thread.sleep(100); // 休眠100ms
         system.out.println(thread.currentthread().getname()+" : issyncb");
       }
     }catch (interruptedexception ie) { 
     } 
   }
   public static synchronized void csynca(){
     try { 
       for (int i = 0; i < 5; i++) {
       thread.sleep(100); // 休眠100ms
         system.out.println(thread.currentthread().getname()+" : csynca");
       } 
     }catch (interruptedexception ie) { 
     } 
   }
   public static synchronized void csyncb(){
     try { 
       for (int i = 0; i < 5; i++) {
        thread.sleep(100); // 休眠100ms
         system.out.println(thread.currentthread().getname()+" : csyncb");
       } 
     }catch (interruptedexception ie) { 
     } 
   }
 }
 public class locktest3 {
   something x = new something();
   something y = new something();
  // 比较(03) x.csynca()与y.csyncb()
   private void test3() {
     // 新建t31, t31会调用 x.issynca()
     thread t31 = new thread(
         new runnable() {
           @override
           public void run() {
             x.csynca();
           }
         }, "t31");
    // 新建t32, t32会调用 x.issyncb()
    thread t32 = new thread(
         new runnable() {
           @override
           public void run() {
             y.csyncb();
           }
        }, "t32"); 
    t31.start(); // 启动t31
     t32.start(); // 启动t32
  } 
   public static void main(string[] args) {
    locktest3 demo = new locktest3();
    demo.test3();
   }
 }

运行结果：

t31 : csynca
t31 : csynca
t31 : csynca
t31 : csynca
t31 : csynca
t32 : csyncb
t32 : csyncb
t32 : csyncb
t32 : csyncb
t32 : csyncb 

(04) 可以被同时访问。因为issynca()是实例方法，x.issynca()使用的是对象x的锁；而csynca()是静态方法，something.csynca()可以理解对使用的是“类的锁”。因此，它们是可以被同时访问的。 

// locktest4.java的源码
 class something {
   public synchronized void issynca(){
     try { 
       for (int i = 0; i < 5; i++) {
         thread.sleep(100); // 休眠100ms
         system.out.println(thread.currentthread().getname()+" : issynca");
       }
     }catch (interruptedexception ie) { 
     } 
   }
   public synchronized void issyncb(){
     try { 
       for (int i = 0; i < 5; i++) {
        thread.sleep(100); // 休眠100ms
         system.out.println(thread.currentthread().getname()+" : issyncb");
       }
     }catch (interruptedexception ie) { 
     } 
   }
   public static synchronized void csynca(){
     try { 
      for (int i = 0; i < 5; i++) {
        thread.sleep(100); // 休眠100ms
         system.out.println(thread.currentthread().getname()+" : csynca");
       } 
     }catch (interruptedexception ie) { 
     } 
   }
   public static synchronized void csyncb(){
     try { 
       for (int i = 0; i < 5; i++) {
        thread.sleep(100); // 休眠100ms
         system.out.println(thread.currentthread().getname()+" : csyncb");
       } 
     }catch (interruptedexception ie) { 
     } 
   }
 }
 public class locktest {
   something x = new something();
   something y = new something();
  // 比较(04) x.issynca()与something.csynca()
  private void test4() {
     // 新建t41, t41会调用 x.issynca()
     thread t = new thread(
         new runnable() {
           @override
           public void run() {
             x.issynca();
           }
        }, "t41");
     // 新建t42, t42会调用 x.issyncb()
    thread t42 = new thread(
         new runnable() {
           @override
          public void run() {
            something.csynca();
          }
         }, "t42"); 
    t41.start(); // 启动t41
   t42.start(); // 启动t42
  } 
  public static void main(string[] args) {
    locktest4 demo = new locktest4();
    demo.test4();
  }
 }

运行结果： 

t41 : issynca
t42 : csynca
t41 : issynca
t42 : csynca
t41 : issynca
t42 : csynca
t41 : issynca
t42 : csynca
t41 : issynca
t42 : csynca

以上所述是小编给大家介绍的java synchronized关键，希望对大家有所帮助