Java中关键字synchronized的使用方法详解

synchronized是Java里的一个关键字，起到的一个效果是“监视器锁”~~，它的功能就是保证操作的原子性，同时禁止指令重排序和保证内存的可见性！

public  class TestDemo {
   static  class Counter{
       public int count = 0;

public void add(){
           count++;
       }
   }
   public static void main(String[] args) throws InterruptedException {
       Counter counter = new Counter();
       Thread t1 = new Thread(){
           @Override
           public void run() {
               for (int i = 0; i < 50000; i++) {
                   counter.add();
               }
           }
       };

Thread t2 = new Thread(){
           @Override
           public void run() {
               for (int i = 0; i < 50000; i++) {
                   counter.add();
               }
           }
       };

//启动两个线程
       t1.start();
       t2.start();
       //等待两个线程结束
       t1.join();
       t2.join();
       System.out.println(counter.count);
   }
}

此时的线程就是不安全的，如何解决呢？

给我们的Counter对象里的add方法加上synchronized关键字，针对这个方法进行了加锁操作。进入代码块(调用方法)自动加锁，出了代码块(方法结束)，自动解锁。

public  class TestDemo {
   static  class Counter{
       public int count = 0;

//修饰方法
        synchronized public void add{
            count++;
       }
   }
   public static void main(String[] args) throws InterruptedException {
       Counter counter = new Counter();
       Thread t1 = new Thread(){
           @Override
           public void run() {
               for (int i = 0; i < 50000; i++) {
                   counter.add();
               }
           }
       };

Thread t2 = new Thread(){
           @Override
           public void run() {
               for (int i = 0; i < 50000; i++) {
                   counter.add();
               }
           }
       };

//启动两个线程
       t1.start();
       t2.start();
       //等待两个线程结束
       t1.join();
       t2.join();
       System.out.println(counter.count);
   }
}

那么这里的代码是如何保证正确的呢？

使用synchronized 就相当于在我们执行的指令里又加入了2条新指令。

LOCK (加锁)

UNLOCK （解锁）

LOCK操作特性：只有一个线程能执行成功！如果第一个线程执行成功，第二个线程也尝试LOCK，就会阻塞等待，直到第一个线程执行UNLOCK 释放锁~

通过LOCK和UNLOCK 就把 LOAD ADD SAVE 这三个指令，给打包成了一个原子的操作(中间不能被打断，也不能被其他线程穿插)。

这里的加锁也是保证原子性的核心操作，所以线程里的没组指令就会顺序执行，不在穿插执行，就保证了线程1执行完之后再去执行线程2。

举个例子：

就好比张三和李四去ATM里去取钱，当张三进去取钱时，进去后就会锁门，李四就会在外面等待，直到张三取完钱出来后，李四在进去取钱。

synchronized 也会禁止编译器进行“内存可见性”和“指令重排序”的优化~ 同时程序运行的效率就会降低，
也会导致线程之间相互去等待，就涉及到系统的一些调度，也会引入一些时间成本。

synchronized修饰的对象有以下几种：

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；

public class TestDemo{
   public void methond() {
       // 进入代码块会锁 this 指向对象中的锁；
       // 出代码块会释放 this 指向的对象中的锁
       synchronized (this) {

}
   }
   public static void main(String[] args) {
       TestDemo demo = new TestDemo();
       demo.methond();
   }
}

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；

public class TestDemo{
   public synchronized void methond() {

}
   public static void main(String[] args) {
       TestDemo demo = new TestDemo();
       demo.methond();
       // 进入方法会锁 demo 指向对象中的锁；
       // 出方法会释放 demo 指向的对象中的锁
   }
}

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；

public class TestDemo{
   public synchronized static void methond() {

}
   public static void main(String[] args) {
       methond();
       // 进入方法会锁 TestDemo.class 指向对象中的锁；
       //出方法会释放 TestDemo.class 指向的对象中的锁
   }
}

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。

public class TestDemo{
   public static void methond() {
       // 进入代码块会锁 TestDemo.class 指向对象中的锁；
       //出代码块会释放 TestDemo.class 指向的对象中的锁
       synchronized (TestDemo.class) {

}
   }
   public static void main(String[] args) {
       TestDemo demo = new TestDemo();
       demo.methond();
   }
}

总结：

• 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。

• 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。

• 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。
  

拓展：

public  class TestDemo {

static   class Counter{
       public int count = 0;

public void add(){
              synchronized (this){
                  count++;
              }
       }
   }
   public static void main(String[] args) throws InterruptedException {
       Counter counter = new Counter();
       Thread t1 = new Thread(){
           @Override
           public void run() {
               for (int i = 0; i < 50000; i++) {
                   synchronized (counter){
                       counter.add();
                   }
               }
           }
       };
       Thread t2 = new Thread(){
           @Override
           public void run() {
               for (int i = 0; i < 50000; i++) {
                   synchronized (counter){
                       counter.add();
                   }
               }
           }
       };

//启动两个线程
       t1.start();
       t2.start();
       //等待两个线程结束
       t1.join();
       t2.join();
       System.out.println(counter.count);
   }
}

此时可以看出上述代码，加了两次锁，会发生什么呢？

但是运行代码发现程序依然正确运行？？ 为什么

但是上述分析死锁的思路是对的

只是因为synchronized内部使用特殊手段来处理了这种情况 。

这样的操作特性我们叫做 可重入锁

synchronized 内部记录了当前这把锁是哪个线程持有的~

如果当前加锁线程和持有锁的线程是同一个线程~

此时就并不是真的进行“加锁操作”，而是把一个计数器加一；

如果后续该线程继续尝试获取锁，继续判定加锁线程和持有锁线程是不是同一个线程，只要是同一个线程，就不真的加锁，而是计数器+1；

如果该线程调用解锁操作，也不是立刻就解锁，而是计数器减1

直到计数器减成0了，才认为真的要“释放锁”，才允许其他线程来获取锁~~

来源：https://blog.csdn.net/wlm123666/article/details/119580473