Java多线程并发编程 Synchronized关键字

现有一成员变量 Test，当线程 A 调用 Test 的 synchronized 方法，线程 A 获得 Test 的同步锁，同时，线程 B 也去调用 Test 的 synchronized 方法，此时线程 B 无法获得 Test 的同步锁，必须等待线程 A 释放 Test 的同步锁才能获得从而执行对应方法的代码 Java中的`synchronized`关键字是多线程编程中用于实现线程同步的重要机制，它确保了在多线程环境下对共享资源的访问具有互斥性和可见性。这些特性使得`synchronized`成为解决并发问题的关键工具。 1. **同步锁机制**： 每个Java对象都有一个与之关联的内置锁，也称为监视器锁或同步锁。当一个线程进入由`synchronized`修饰的方法或代码块时，会自动获取该对象的同步锁，如果同步锁已经被其他线程持有，那么当前线程将会被阻塞，直到该锁被释放。在上述示例中，`Test`类的`count`方法被`synchronized`修饰，因此线程A和线程B在尝试调用`count`时，只有一个线程能获得锁并执行，另一个线程则必须等待。 2. **原子性保证**： `synchronized`关键字确保了在同一时刻，只有一个线程可以执行特定的同步代码，从而保证了操作的原子性。这意味着在`synchronized`代码块或方法内部，不会出现线程间的数据竞争，对于共享变量的修改不会被中断。例如，在`DEMO1`和`DEMO2`中，`count`方法的循环执行不会被线程切换所打断，确保了每个线程完整地执行完6次循环。 3. **内存可见性**： 当一个线程在`synchronized`代码块内修改了共享变量，其他线程在获取同步锁后，能够看到这些修改，这是因为`synchronized`提供了内存屏障，强制将修改后的值刷新到主内存，并清空工作内存中的旧值。这样就避免了因缓存不一致导致的问题。 4. **两种使用方式**： - **synchronized 方法**：在方法声明前加上`synchronized`关键字，整个方法体被视为同步代码块。 - **synchronized 代码块**：使用`synchronized (对象)`结构，指定一个对象作为锁，同步代码块包含在大括号中。 5. **特性详解**： - **互斥性**：同一时间只有一个线程可以执行同步代码，其他线程必须等待锁的释放。 - **可重入性**：一个线程已经获得了对象的锁，它可以再次请求这个锁（如递归调用同步方法）而不会造成死锁。 - **锁释放**：当同步代码块或方法执行完毕或者遇到异常时，同步锁会被自动释放。 6. **局限性**： - 性能开销：`synchronized`会带来一定的性能损耗，因为锁的获取和释放都需要操作系统支持。 - 锁定粒度：`synchronized`锁定的是整个方法或代码块，粒度较大，可能会影响其他非冲突代码的并发执行。 - 不适用于静态初始化块和静态方法，它们使用类的Class对象作为锁，可能导致意外的锁竞争。 7. **其他并发控制手段**： - `java.util.concurrent`包提供了更高级的并发控制工具，如`ReentrantLock`、`Semaphore`、`CountDownLatch`等，它们在某些场景下提供了比`synchronized`更灵活的控制和更好的性能。 正确理解和使用`synchronized`关键字对于编写高效、安全的并发程序至关重要。在实际开发中，应根据具体需求选择合适的同步机制，以确保并发程序的正确性和性能。