【Java Tip】(四) synchronized关键字

本文作者Nemo, http://blog.csdn.net/nemo__

synchronized方法控制对类成员变量的访问：每个类实例对应一把锁，每个synchronized方法都必须获得调用该方法的类实例的锁才能执行，synchronized关键字可以修饰方法或代码块。

一、synchronized修饰方法

当synchronized关键字修饰一个方法的时候，该方法叫做同步方法。

如果一个类有多个synchronized方法，某一时刻某个线程已经进入到了该类的对象obj的某个synchronized方法时，那么在该方法没有执行完毕前，其他线程是无法访问该对象obj的任何synchronized方法的。

Java中的每个对象都有一个锁(lock)，或者叫做监视器(monitor)，当一个线程访问某个对象的synchronized方法时，将该对象上锁，其他任何线程都无法再去访问该对象的synchronized方法了(这里是指所有的同步方法，而不仅仅是同一个方法)，直到之前的那个线程执行方法完毕后(或者是抛出了异常)，才将该对象的锁释放掉，其他线程才有可能再去访问该对象的synchronized方法。

注意这里是给对象上锁，如果是不同的对象，则各个对象之间没有限制关系。

public class ThreadTest
{
public static void main(String[] args)
{
Example example = new Example();

Thread t1 = new Thread1(example);
Thread t2 = new Thread2(example);

t1.start();
t2.start();
}

}

class Example
{
public synchronized void execute()
{
for (int i = 0; i < 20; ++i)
{
try
{
Thread.sleep((long) Math.random() * 1000);
}
catch (InterruptedException e)
{
e.printStackTrace();
}
System.out.println("Hello: " + i);
}
}

public synchronized void execute2()
{
for (int i = 0; i < 20; ++i)
{
try
{
Thread.sleep((long) Math.random() * 1000);
}
catch (InterruptedException e)
{
e.printStackTrace();
}
System.out.println("World: " + i);
}
}

}

class Thread1 extends Thread
{
private Example example;

public Thread1(Example example)
{
this.example = example;
}

@Override
public void run()
{
example.execute();
}

}

class Thread2 extends Thread
{
private Example example;

public Thread2(Example example)
{
this.example = example;
}

@Override
public void run()
{
example.execute2();
}

}

上例中两个不同的线程t1, t2执行同一个对象example的两个synchronized方法，会互相影响，直到一个执行再执行另一个。如果这里t2传入的是另一个example2，则执行互不影响。

二、synchronized修饰静态方法

如果某个synchronized方法是static的，那么当线程访问该方法时，它锁的并不是synchronized方法所在的对象，而是synchronized方法所在的类所对应的Class对象。Java中，无论一个类有多少个对象，这些对象会对应唯一一个Class对象，因此当线程分别访问同一个类的两个对象的两个static，synchronized方法时，它们的执行顺序也是顺序的，也就是说一个线程先去执行方法，执行完毕后另一个线程才开始。

public class ThreadTest
{
public static void main(String[] args)
{
Example example = new Example();
Thread t1 = new Thread1(example);

//此处即便传入不同的对象，静态方法同步仍然不允许多个线程同时执行
example = new Example();
Thread t2 = new Thread2(example);

t1.start();
t2.start();
}

}

class Example
{
public synchronized static void execute()
{
for (int i = 0; i < 20; ++i)
{
try
{
Thread.sleep((long) Math.random() * 1000);
}
catch (InterruptedException e)
{
e.printStackTrace();
}
System.out.println("Hello: " + i);
}
}

public synchronized static void execute2()
{
for (int i = 0; i < 20; ++i)
{
try
{
Thread.sleep((long) Math.random() * 1000);
}
catch (InterruptedException e)
{
e.printStackTrace();
}
System.out.println("World: " + i);
}
}

}

class Thread1 extends Thread
{
private Example example;

public Thread1(Example example)

{
this.example = example;
}

@Override
public void run()
{
Example.execute();
}

}

class Thread2 extends Thread
{
private Example example;

public Thread2(Example example)
{
this.example = example;
}

@Override
public void run()
{
Example.execute2();
}

}

三、synchronized代码块

synchronized方法实际上等同于用一个synchronized块包住方法中的所有语句，然后在synchronized块的括号中传入this关键字。当然，如果是静态方法，需要锁定的则是class对象。

synchronized方法是一种粗粒度的并发控制，某一时刻，只能有一个线程执行该synchronized方法；

synchronized块则是一种细粒度的并发控制，只会将块中的代码同步，位于方法内、synchronized块之外的其他代码是可以被多个线程同时访问到的。

四、等价转换

synchronized方法等价于把该方法内部所有内容使用synchronized括住，参数为this。

void synchronized method(){
//biz code
}

------>>>等价于

void method(){
synchronized(this){
//biz code
}
}

synchronized静态方法相当于把该方法内部所有内容使用synchronized括住，参数为ClazzT.class。

class ClazzT {

void synchronized static method(){
//biz code
}
}

------>>>相当于

class ClazzT {

void method(){
synchronized(ClazzT.class){
//biz code
}
}
}

五、总结

Java慎用方法级别的synchronized关键字；

被synchronized保护的数据应该是私有的；也就是同步方法控制访问的变量必须是私有，且其getter或setter方法也需要synchronized保护。

synchronized锁定的是对象，多线程看是否达到同步效果，只要看synchronized后的参数锁是否是同一个。不同的对象实例的synchronized方法是不相干扰的。synchronized的非静态方法和静态方法因为锁定的是不同的内容，因此它们之间没有同步关系，两个线程不互斥。

ClazzT.class和instance.getClass()用于作同步锁还不一样，不能用instance.getClass()来达到锁这个Class的目的。

private byte[] lock = new byte[0];零长度的byte数组对象创建起来将比任何对象都经济，查看编译后的字节码：生成零长度的byte[]对象只需3条操作码，而Object lock = new Object()则需要7行操作码。

synchronized关键字是不能继承的，也就是说，基类的方法synchronized f(){} 在继承类中并不自动是synchronized f(){}，而是变成了f(){}。继承类需要你显式的指定它的某个方法为synchronized方法。

参考：

http://www.cnblogs.com/mengdd/archive/2013/02/16/2913806.html

http://ifeve.com/java-synchronized/

http://www.jiacheo.org/blog/317