对Java中线程安全Synchronized的深入理解和运用

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。

Synchronized修饰代码块

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。

/** * 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;   }}

线程的创建和调用：

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

输出结果：

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。

突发奇想，我把SyncThread的调用稍微改一下，发现：

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

输出结果：

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

synchronized只锁定对象，每个对象只有一个锁（lock）与之相关联。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)；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。

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();      }   }}

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

输出结果：

A:0 B count:1 A:1 B count:2 A:2 B count:3 A:3 B count:4 A:4 B count:5

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。

Synchronized修饰方法

Synchronized修饰方法其实很简单，就是在方法的前面加synchronized。
public synchronized void method(){//todo};
synchronized修饰方法和修饰代码块作用类似，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。

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。

2、在定义接口方法时不能使用synchronized关键字。
3、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。

Synchronized修饰静态方法

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。

/** * 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();   }}

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

输出结果：

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。与之前非静态的Synchronized方法是不一样的。

Synchronized修饰类

用法如下：

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

/** * 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();   }}

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。