Java中synchronized关键字修饰方法同步的用法详解

Java的最基本的同步方式,即使用synchronized关键字来控制一个方法的并发访问。 每一个用synchronized关键字声明的方法都是临界区。在Java中,同一个对象的临界区,在同一时间只有一个允许被访问。

静态方法则有不同的行为。用synchronized关键字声明的静态方法,同时只能够被一个执行线程访问,但是其他线程可以访问这个对象的非静态的synchronized方法。必须非常谨慎这一点,因为两个线程可以同时访问一个对象的两个不同的synchronized方法,即其中一个是静态synchronized方法,另一个是非静态synchronized方法。如果两个方法都改变了相同的数据,将会出现数据不一致的错误。

synchronized块的语法如下:

public void method()
{
  synchronized(表达式)
   {
   } 

}

synchronized关键字有两种用法,一种是只用于方法的定义中,另外一种是synchronized块,我们不仅可以使用synchronized来同步一个对象变量,你也可以通synchronizedl来同步类中的静态方法和非静态方法。

第一种:非静态方法的同步
从java相关语法可以知道使用synchronized关键字来定义方法就会锁定类中所用使用synchroniezd关键字定义的静态方法和非静态方法,但是这有点不好理解,如果要synchronized块,来达到这样的效果,就不难理解为什么会产生这种效果了,如果使用synchronized来锁定类中所有的同步非静态方法,只需要使用this作为synchronized块的参数传入synchronized块中,代码如下:

public class Test
{
 public void method1()
 {
  synchronized(this)
   { 

   }
 } 

 public synchronized void method2()
 { 

 }
} 

public class Test
{
 public void method1()
 {
  synchronized(this)
   { 

   }
 } 

 public synchronized void method2()
 { 

 }
}

在上面的代码中的method1使用了synchronized块,method2方法是用了synchronized关键字来定义方法,如果使用同一个Test实例时,这两个方法只要有一个在执行,其他的方法都会因未获得同步锁而被堵塞。除了使用this作为synchronized块的参数,也可以使用Test.this作为synchronized块的参数来达到同样的效果。

在内类中使用synchronized块中,this只表示内类,和外类(OuterClass)没有关系。但是内类中的非静态方法和外类的非静态方法也可以同步。如果在内类中加个方法method3也可以使和Test里面的2个方法同步,代码如下:

public class Test
{
 class InnerClass
 {
  public void method3()
   {
    synchronized(Test.this){ 

    }
   }
  }
} 

public class Test
{
 class InnerClass
 {
  public void method3()
   {
    synchronized(Test.this){ 

    }
   }
  }
}

上面InnerClass的method3方法与Test的method1和method2方法在同一时间内只能有一个方法执行。
 synchronized块不管是正确执行完,还是因为程序出错因异常退出synchronized块,当前的synchronized块所持有的同步锁都会自动释放,因此在使用synchronized块不必担心同步锁的问题。

二、静态方法的同步
由于在调用静态方法时,对象实例不一定被创建,因此,就不能使用this来同步静态方法,而必须使用Class对象来同步静态方法。代码如下:

public class Test{ 

 pubic static void method1(){
  synchronized(Test.class){
  }
 }
 public static synchronized void method2(){ 

  }
} 

public class Test{ 

 pubic static void method1(){
  synchronized(Test.class){
  }
 }
 public static synchronized void method2(){ 

  }
}

在同步静态方法时可以使用类的静态字段class来得到class对象,在上例中method1和method2方法只有一个方法执行,除了使用class字段可以得到class对象,还可以通过实例的getClass()方法获取class对象,代码如下:

public class Test{
 public static Test test;
 public Test(){
 test=this;
 }
 public static void method1(){
 synchronized(test.getClass()){
 }
 }
} 

public class Test{
 public static Test test;
 public Test(){
 test=this;
 }
 public static void method1(){
 synchronized(test.getClass()){
 }
 }
}

在上面的代码中,我们通过一个public的静态对象得到Test的一个实例,并通过这个实例的getClass方法获取一个class对象(注意一个类的所有实例通过getClass方法得到的都是同一个Class对象)。我们也可以通过class使不同类的静态方法同步,代码如下:

public class Test1{
 public static void method1(){
 synchronized(Test.class){
  }
 }
} 

public class Test1{
 public static void method1(){
 synchronized(Test.class){
  }
 }
}

注意:在使用synchronized块来同步方法时,非静态方法可以通过this来同步,而静态方法必须使用class对象来同步,但是非静态方法也可以通过使用class来同步静态方法。但是静态方法中不能使用this来同步非静态方法。这点在使用synchronized块需要注意。

Note
synchronized关键字会降低应用程序的性能,因此只能在并发情景中需要修改共享数据的方法上使用它。如果多个线程访问同一个synchronized方法,则只有一个线程可以访问,其他线程将等待。如果方法声明没有使用synchronized关键字,所有的线程都能在同一时间执行这个方法,因而总运行时间降低。如果已知一个方法不会被一个以上线程调用,则无需使用synchronized关键字声明之。

可以递归调用被synchronized声明的方法。当线程访问一个对象的同步方法时,它还可以调用这个对象的其他的同步方法,也包含正在执行的方法,而不必再次去获取这个方法的访问权。

我们可以通过synchronized关键字来保护代码块(而不是整个方法)的访问。应该这样利用synchronized关键字:方法的其余部分保持在synchronized代码块之外,以获取更好的性能。临界区(即同一时间只能被一个线程访问的代码块)的访问应该尽可能的短。例如在获取一幢楼人数的操作中,我们只使用synchronized关键字来保护对人数更新的指令,并让其他操作不使用共享数据。当这样使用synchronized关键字时,必须把对象引用作为传入参数。同一时间只有一个线程被允许访问这个synchronized代码。通常来说,我们使用this关键字来引用正在执行的方法所属的对象:

synchronized(this){
  //Java code
}
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