Java中Synchronized的用法

由于在处理指令的时候，遇到了不能顺序执行的问题，查询后发现需要添加一个Synchronized同步锁来监听指令的发送，避免出现指令发送的问题，所以学习一下同步类Synchronized。

同步类的使用是为了确保多线程执行命令时，避免出现运行出错，即多条语句在操作同一个线程的共享数据时，只执行了一部分还没有结束的时候，另一个线程又参与进来执行该共享数据，这就导致了多线程的安全问题。此时使用synchronized类来对需要执行的多条语句进行“监视”或者“锁”的行为，来确保让一个线程执行完多条语句后，再允许其他线程来执行该语句。举一个简单的例子，即在执行一条发送指令的同时，需要顺序执行多条发送指令，并且在UI线程之外的线程中来执行，这个歌时候，如果没有这样一个“锁的行为”，就会出现第一条没有发送完，第二条就开始发送的情况。

简单说一下同步代码块和同步函数，其实两者相似，但是同步代码块的“锁”可以是Object，而同步函数只能是this。二者的作用范围也不一样，前者锁的只是该代码块儿中的语句，而后者锁的是整个函数。但是不等同于把代码块儿中的语句封装成一个函数，然后放入锁中。感谢@luoweifu这篇文章，解决了我的一些问题。

《编程思想之多线程与多进程(1)——以操作系统的角度述说线程与进程》一文详细讲述了线程、进程的关系及在操作系统中的表现，这是多线程学习必须了解的基础。本文将接着讲一下Java线程同步中的一个重要的概念synchronized.

synchronized是Java中的关键字，是一种同步锁。它修饰的对象有以下几种： 
1. 修饰一个代码块，被修饰的代码块称为同步语句块，其作用的范围是大括号{}括起来的代码，作用的对象是调用这个代码块的对象； 
2. 修饰一个方法，被修饰的方法称为同步方法，其作用的范围是整个方法，作用的对象是调用这个方法的对象； 
3. 修改一个静态的方法，其作用的范围是整个静态方法，作用的对象是这个类的所有对象； 
4. 修改一个类，其作用的范围是synchronized后面括号括起来的部分，作用主的对象是这个类的所有对象。

修饰一个代码块

1. 一个线程访问一个对象中的synchronized(this)同步代码块时，其他试图访问该对象的线程将被阻塞。我们看下面一个例子：

【Demo1】：synchronized的用法

/** * 同步线程 */class SyncThread implements Runnable {   private static int count;   public SyncThread() {      count = 0;   }   public  void run() {      synchronized(this) {         for (int i = 0; i < 5; i++) {            try {               System.out.println(Thread.currentThread().getName() + ":" + (count++));               Thread.sleep(100);            } catch (InterruptedException e) {               e.printStackTrace();            }         }      }   }   public int getCount() {      return count;   }}

SyncThread的调用：

SyncThread syncThread = new SyncThread();Thread thread1 = new Thread(syncThread, "SyncThread1");Thread thread2 = new Thread(syncThread, "SyncThread2");thread1.start();thread2.start();

结果如下：

SyncThread1:0 SyncThread1:1 SyncThread1:2 SyncThread1:3 SyncThread1:4 SyncThread2:5 SyncThread2:6 SyncThread2:7 SyncThread2:8 SyncThread2:9*

当两个并发线程(thread1和thread2)访问同一个对象(syncThread)中的synchronized代码块时，在同一时刻只能有一个线程得到执行，另一个线程受阻塞，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。Thread1和thread2是互斥的，因为在执行synchronized代码块时会锁定当前的对象，只有执行完该代码块才能释放该对象锁，下一个线程才能执行并锁定该对象。 
我们再把SyncThread的调用稍微改一下：

Thread thread1 = new Thread(new SyncThread(), "SyncThread1");Thread thread2 = new Thread(new SyncThread(), "SyncThread2");thread1.start();thread2.start();

结果如下：

SyncThread1:0 SyncThread2:1 SyncThread1:2 SyncThread2:3 SyncThread1:4 SyncThread2:5 SyncThread2:6 SyncThread1:7 SyncThread1:8 SyncThread2:9

不是说一个线程执行synchronized代码块时其它的线程受阻塞吗？为什么上面的例子中thread1和thread2同时在执行。这是因为synchronized只锁定对象，每个对象只有一个锁（lock）与之相关联，而上面的代码等同于下面这段代码：

SyncThread syncThread1 = new SyncThread();SyncThread syncThread2 = new SyncThread();Thread thread1 = new Thread(syncThread1, "SyncThread1");Thread thread2 = new Thread(syncThread2, "SyncThread2");thread1.start();thread2.start();

这时创建了两个SyncThread的对象syncThread1和syncThread2，线程thread1执行的是syncThread1对象中的synchronized代码(run)，而线程thread2执行的是syncThread2对象中的synchronized代码(run)；我们知道synchronized锁定的是对象，这时会有两把锁分别锁定syncThread1对象和syncThread2对象，而这两把锁是互不干扰的，不形成互斥，所以两个线程可以同时执行。

2.当一个线程访问对象的一个synchronized(this)同步代码块时，另一个线程仍然可以访问该对象中的非synchronized(this)同步代码块。 
【Demo2】：多个线程访问synchronized和非synchronized代码块

class Counter implements Runnable{   private int count;   public Counter() {      count = 0;   }   public void countAdd() {      synchronized(this) {         for (int i = 0; i < 5; i ++) {            try {               System.out.println(Thread.currentThread().getName() + ":" + (count++));               Thread.sleep(100);            } catch (InterruptedException e) {               e.printStackTrace();            }         }      }   }   //非synchronized代码块，未对count进行读写操作，所以可以不用synchronized   public void printCount() {      for (int i = 0; i < 5; i ++) {         try {            System.out.println(Thread.currentThread().getName() + " count:" + count);            Thread.sleep(100);         } catch (InterruptedException e) {            e.printStackTrace();         }      }   }   public void run() {      String threadName = Thread.currentThread().getName();      if (threadName.equals("A")) {         countAdd();      } else if (threadName.equals("B")) {         printCount();      }   }}

调用代码:

Counter counter = new Counter();Thread thread1 = new Thread(counter, "A");Thread thread2 = new Thread(counter, "B");thread1.start();thread2.start();

结果如下：

A:0 B count:1 A:1 B count:2 A:2 B count:3 A:3 B count:4 A:4 B count:

上面代码中countAdd是一个synchronized的，printCount是非synchronized的。从上面的结果中可以看出一个线程访问一个对象的synchronized代码块时，别的线程可以访问该对象的非synchronized代码块而不受阻塞。

1. 指定要给某个对象加锁

【Demo3】:指定要给某个对象加锁

/** * 银行账户类 */class Account {   String name;   float amount;   public Account(String name, float amount) {      this.name = name;      this.amount = amount;   }   //存钱   public  void deposit(float amt) {      amount += amt;      try {         Thread.sleep(100);      } catch (InterruptedException e) {         e.printStackTrace();      }   }   //取钱   public  void withdraw(float amt) {      amount -= amt;      try {         Thread.sleep(100);      } catch (InterruptedException e) {         e.printStackTrace();      }   }   public float getBalance() {      return amount;   }}/** * 账户操作类 */class AccountOperator implements Runnable{   private Account account;   public AccountOperator(Account account) {      this.account = account;   }   public void run() {      synchronized (account) {         account.deposit(500);         account.withdraw(500);         System.out.println(Thread.currentThread().getName() + ":" + account.getBalance());      }   }}

调用代码:

Account account = new Account("zhang san", 10000.0f);AccountOperator accountOperator = new AccountOperator(account);final int THREAD_NUM = 5;Thread threads[] = new Thread[THREAD_NUM];for (int i = 0; i < THREAD_NUM; i ++) {   threads[i] = new Thread(accountOperator, "Thread" + i);   threads[i].start();}

结果如下：

Thread3:10000.0 Thread2:10000.0 Thread1:10000.0 Thread4:10000.0 Thread0:10000.0

在AccountOperator 类中的run方法里，我们用synchronized 给account对象加了锁。这时，当一个线程访问account对象时，其他试图访问account对象的线程将会阻塞，直到该线程访问account对象结束。也就是说谁拿到那个锁谁就可以运行它所控制的那段代码。 
当有一个明确的对象作为锁时，就可以用类似下面这样的方式写程序。

public void method3(SomeObject obj){   //obj 锁定的对象   synchronized(obj)   {      // todo   }}

当没有明确的对象作为锁，只是想让一段代码同步时，可以创建一个特殊的对象来充当锁：

class Test implements Runnable{   private byte[] lock = new byte[0];  // 特殊的instance变量   public void method()   {      synchronized(lock) {         // todo 同步代码块      }   }   public void run() {   }}

说明：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。

修饰一个方法

Synchronized修饰一个方法很简单，就是在方法的前面加synchronized，public synchronized void method(){//todo}; synchronized修饰方法和修饰一个代码块类似，只是作用范围不一样，修饰代码块是大括号括起来的范围，而修饰方法范围是整个函数。如将【Demo1】中的run方法改成如下的方式，实现的效果一样。

*【Demo4】：synchronized修饰一个方法

public synchronized void run() {   for (int i = 0; i < 5; i ++) {      try {         System.out.println(Thread.currentThread().getName() + ":" + (count++));         Thread.sleep(100);      } catch (InterruptedException e) {         e.printStackTrace();      }   }}

Synchronized作用于整个方法的写法。 
写法一：

public synchronized void method(){   // todo}

写法二：

public void method(){   synchronized(this) {      // todo   }}

写法一修饰的是一个方法，写法二修饰的是一个代码块，但写法一与写法二是等价的，都是锁定了整个方法时的内容。

在用synchronized修饰方法时要注意以下几点： 
1. synchronized关键字不能继承。 
虽然可以使用synchronized来定义方法，但synchronized并不属于方法定义的一部分，因此，synchronized关键字不能被继承。如果在父类中的某个方法使用了synchronized关键字，而在子类中覆盖了这个方法，在子类中的这个方法默认情况下并不是同步的，而必须显式地在子类的这个方法中加上synchronized关键字才可以。当然，还可以在子类方法中调用父类中相应的方法，这样虽然子类中的方法不是同步的，但子类调用了父类的同步方法，因此，子类的方法也就相当于同步了。这两种方式的例子代码如下： 
在子类方法中加上synchronized关键字

class Parent {   public synchronized void method() { }}class Child extends Parent {   public synchronized void method() { }}

在子类方法中调用父类的同步方法

class Parent {   public synchronized void method() {   }}class Child extends Parent {   public void method() { super.method();   }}

1. 在定义接口方法时不能使用synchronized关键字。
2. 构造方法不能使用synchronized关键字，但可以使用synchronized代码块来进行同步。

修饰一个静态方法

Synchronized也可修饰一个静态方法，用法如下：

public synchronized static void method() {   // todo}

我们知道静态方法是属于类的而不属于对象的。同样的，synchronized修饰的静态方法锁定的是这个类的所有对象。我们对Demo1进行一些修改如下：

【Demo5】：synchronized修饰静态方法

/** * 同步线程 */class SyncThread implements Runnable {   private static int count;   public SyncThread() {      count = 0;   }   public synchronized static void method() {      for (int i = 0; i < 5; i ++) {         try {            System.out.println(Thread.currentThread().getName() + ":" + (count++));            Thread.sleep(100);         } catch (InterruptedException e) {            e.printStackTrace();         }      }   }   public synchronized void run() {      method();   }}

调用代码:

SyncThread syncThread1 = new SyncThread();SyncThread syncThread2 = new SyncThread();Thread thread1 = new Thread(syncThread1, "SyncThread1");Thread thread2 = new Thread(syncThread2, "SyncThread2");thread1.start();thread2.start();

结果如下：

SyncThread1:0 SyncThread1:1 SyncThread1:2 SyncThread1:3 SyncThread1:4 SyncThread2:5 SyncThread2:6 SyncThread2:7 SyncThread2:8 SyncThread2:9

syncThread1和syncThread2是SyncThread的两个对象，但在thread1和thread2并发执行时却保持了线程同步。这是因为run中调用了静态方法method，而静态方法是属于类的，所以syncThread1和syncThread2相当于用了同一把锁。这与Demo1是不同的。

修饰一个类

Synchronized还可作用于一个类，用法如下：

class ClassName {   public void method() {      synchronized(ClassName.class) {         // todo      }   }}

我们把Demo5再作一些修改。 
【Demo6】:修饰一个类

/** * 同步线程 */class SyncThread implements Runnable {   private static int count;   public SyncThread() {      count = 0;   }   public static void method() {      synchronized(SyncThread.class) {         for (int i = 0; i < 5; i ++) {            try {               System.out.println(Thread.currentThread().getName() + ":" + (count++));               Thread.sleep(100);            } catch (InterruptedException e) {               e.printStackTrace();            }         }      }   }   public synchronized void run() {      method();   }}

其效果和【Demo5】是一样的，synchronized作用于一个类T时，是给这个类T加锁，T的所有对象用的是同一把锁。

总结：

A. 无论synchronized关键字加在方法上还是对象上，如果它作用的对象是非静态的，则它取得的锁是对象；如果synchronized作用的对象是一个静态方法或一个类，则它取得的锁是对类，该类所有的对象同一把锁。 
B. 每个对象只有一个锁（lock）与之相关联，谁拿到这个锁谁就可以运行它所控制的那段代码。 
C. 实现同步是要很大的系统开销作为代价的，甚至可能造成死锁，所以尽量避免无谓的同步控制。

参考资料： 
http://blog.csdn.net/chenguang79/article/details/677720 
http://developer.51cto.com/art/200906/132354.htm

转载地址：http://blog.csdn.net/luoweifu/article/details/46613015 

作者:luoweifu