深入学习Java `synchronized` 关键字

news2024/11/30 6:51:01

深入学习Java `synchronized` 关键字

synchronized关键字通过确保在同一时间只有一个线程可以执行某个代码块，从而防止多个线程同时访问共享资源时发生数据不一致的问题。

修饰方法

当synchronized用于修饰实例方法时，表示当前实例对象是同步锁。这意味着同一个实例的其他synchronized方法在同一时间只能被一个线程访问。

当多个线程访问同一个实例对象的synchronized方法时，只有一个线程可以执行该方法，其余线程必须等待。

public class SynchronizedExample {
    public synchronized void syncMethod() {
        System.out.println("Thread " + Thread.currentThread().getName() + " is executing.");
        try {
            Thread.sleep(1000); // 模拟操作耗时
        } catch (InterruptedException e) {
            e.printStackTrace();
        }
        System.out.println("Thread " + Thread.currentThread().getName() + " finished.");
    }
}

修饰静态方法

当synchronized用于修饰静态方法时，表示当前类对象是同步锁。这意味着同一个类的其他synchronized静态方法在同一时间只能被一个线程访问。

静态方法同步是针对类对象的同步，即使是不同实例调用，也会同步。

public class SynchronizedStaticExample {
    public static synchronized void syncStaticMethod() {
        System.out.println("Thread " + Thread.currentThread().getName() + " is executing static method.");
        try {
            Thread.sleep(1000); // 模拟操作耗时
        } catch (InterruptedException e) {
            e.printStackTrace();
        }
        System.out.println("Thread " + Thread.currentThread().getName() + " finished static method.");
    }
}

修饰代码块

synchronized代码块可以指定任意对象作为同步锁。它提供了更细粒度的控制，可以仅对需要同步的代码进行同步，而不是整个方法。

代码块同步提供了更灵活的控制，可以对特定对象进行同步。

public class SynchronizedBlockExample {
    private final Object lock = new Object();

    public void syncBlock() {
        synchronized (lock) {
            System.out.println("Thread " + Thread.currentThread().getName() + " is executing block.");
            try {
                Thread.sleep(1000); // 模拟操作耗时
            } catch (InterruptedException e) {
                e.printStackTrace();
            }
            System.out.println("Thread " + Thread.currentThread().getName() + " finished block.");
        }
    }
}

注意事项

避免过度同步：过度使用synchronized会导致线程竞争加剧，从而降低程序性能。应尽量减少同步代码的范围，仅对必要的部分进行同步。
死锁：不当的同步使用会导致死锁现象，例如两个线程互相等待对方释放锁。避免死锁的方法包括按顺序获取锁、使用超时机制等。
可见性问题：尽管synchronized可以确保代码块内的操作是原子的，但并不能解决所有的可见性问题。在某些情况下，可能需要使用volatile关键字或java.util.concurrent包中的其他同步机制来确保变量的可见性。