Java synchronized 总结
在Java开发的时候经常会用到关键字synchronized来对代码进行同步，在使用的过程中，对于synchronized确不是很熟悉，最近在看Spring源码时，发现有不少地方都用到同步，因此，趁此机会，研究一下。
1. synchronized锁的对象
1）对于同步方法，锁是当前实例对象。
2）对于静态同步方法，锁是当前对象的Class对象。因为在Java 虚拟机中一个类只能对应一个类对象，所以同时只允许一个线程执行同一个类中的静态同步方法。
3）对于同步方法块，锁是Synchonized括号里配置的对象。
下面我们将一一根据代码来介绍这几种锁。
2. 同步实例方法
对于同步方法，锁是当前实例对象。即在同一时刻只能有一个线程可以访问该实例的同步方法。但是请注意，如果有多个实例对象，那么不同示例之间不受影响，线程可以同时访问不同示例的同步方法。看下面这段代码：
package com.bj.chenfeic.concurrency; /** * 同步测试，提供了用于同步的实例方法 * * @author chenfei0801 * */ public class Sync { public synchronized void testSync() { long id = Thread.currentThread().getId(); System.out.println("线程：" + id + "进入同步块"); try { Thread.sleep(1000); } catch (InterruptedException e) { e.printStackTrace(); } System.out.println("线程：" + id + "退出同步块"); } }
package com.bj.chenfeic.concurrency; /** * * @author chenfei0801 * */ public class SyncTread implements Runnable { @Override public void run() { Sync sync = new Sync(); sync.testSync(); } }
package com.bj.chenfeic.concurrency; import java.util.concurrent.ExecutorService; import java.util.concurrent.Executors; /** * * @author chenfei0801 * */ public class SyncTest { /** * @param args */ public static void main(String[] args) { ExecutorService newFixedThreadPool = Executors.newFixedThreadPool(10); for(int i=0;i<3;i++) { newFixedThreadPool.execute(new SyncTread()); } newFixedThreadPool.shutdown(); } }
执行结果：
线程：11进入同步块
线程：13进入同步块
线程：12进入同步块
线程：13退出同步块
线程：11退出同步块
线程：12退出同步块
从执行结果中，我们可以看到testSync并没有同步，synchronized没有生效。这是因为在SyncTherd中每次都是new Sync();这样synchronized其实是作用到不同的对象上去了，所以各个线程之间其实并没有同步。
按照如下修改SynsThread、SyncTest代码，即可达到同步作用
package com.bj.chenfeic.concurrency; /** * * @author chenfei0801 * */ public class SyncTread implements Runnable { private Sync sync; public SyncTread(Sync sync) { this.sync = sync; } @Override public void run() { this.sync.testSync(); } }
package com.bj.chenfeic.concurrency; import java.util.concurrent.ExecutorService; import java.util.concurrent.Executors; /** * * @author chenfei0801 * */ public class SyncTest { /** * @param args */ public static void main(String[] args) { Sync sync = new Sync();//只实例化一次 ExecutorService newFixedThreadPool = Executors.newFixedThreadPool(10); for (int i = 0; i < 3; i++) { newFixedThreadPool.execute(new SyncTread(sync)); } newFixedThreadPool.shutdown(); } }
执行结果
线程：11进入同步块
线程：11退出同步块
线程：12进入同步块
线程：12退出同步块
线程：13进入同步块
线程：13退出同步块
从上面结果中可以看出，SyncThread中使用的是同一个对象，此时线程是互斥访问testSync()方法的，即达到了同步的作用。
3、同步静态方法
package com.bj.chenfeic.concurrency; /** * 同步测试，提供了用于同步的实例方法 * * @author chenfei0801 * */ public class Sync { //同步静态方法块 public synchronized static void testSync() { long id = Thread.currentThread().getId(); System.out.println("线程：" + id + "进入同步块"); try { Thread.sleep(1000); } catch (InterruptedException e) { e.printStackTrace(); } System.out.println("线程：" + id + "退出同步块"); } }
package com.bj.chenfeic.concurrency;
/**
*
* @author chenfei0801
*
*/
public class SyncTread implements Runnable {
@Override
public void run() {
// Sync.testSync();
new Sync().testSync();//为了说明同步机制，我们此处先实例化对象。正常调用应该还是按照上行那样处理。
}
}
package com.bj.chenfeic.concurrency; import java.util.concurrent.ExecutorService; import java.util.concurrent.Executors; /** * * @author chenfei0801 * */ public class SyncTest { /** * @param args */ public static void main(String[] args) { ExecutorService newFixedThreadPool = Executors.newFixedThreadPool(10); for (int i = 0; i < 3; i++) { newFixedThreadPool.execute(new SyncTread()); } newFixedThreadPool.shutdown(); } }
执行结果：
线程：12进入同步块
线程：12退出同步块
线程：13进入同步块
线程：13退出同步块
线程：11进入同步块
线程：11退出同步块
从执行结果上，可以看到线程是同步访问代码块的。为了说明我们在SyncTread中每次都通过new的方式，实例化了新的对象。虽然在每个线程中，每个Sync对象都不相同，但是由于同步的是静态方法，因此所锁作用在所有Sync对象上。
除了将对整个方法加锁进行同步外，Java还支持对方法内部的方法快进行同步，这样做个人觉得有两个好处
1）一个方法可能还含有不需要同步的部分，而且有可能这个不需要同步的代码执行过程很耗时，这样就会影响其他线程执行，严重影响效率。
package com.bj.chenfeic.concurrency; /** * 同步测试，提供了用于同步的实例方法 * * @author chenfei0801 * */ public class Sync { public void testSync() { long id = Thread.currentThread().getId(); synchronized (this) { System.out.println("线程：" + id + "进入同步块"); try { Thread.sleep(1000); } catch (InterruptedException e) { e.printStackTrace(); } System.out.println("线程：" + id + "退出同步块"); } try { Thread.sleep(10000);//耗时操作，未同步 System.out.println("线程 "+ id +" 未同步部分"); } catch (InterruptedException e) { e.printStackTrace(); } } }
package com.bj.chenfeic.concurrency; /** * * @author chenfei0801 * */ public class SyncTread implements Runnable { private Sync sync; public SyncTread(Sync sync) { this.sync = sync; } public SyncTread() { this.sync = new Sync();//不传参数时每次实例化一个对象 } @Override public void run() { this.sync.testSync(); } }
package com.bj.chenfeic.concurrency; import java.util.concurrent.ExecutorService; import java.util.concurrent.Executors; /** * * @author chenfei0801 * */ public class SyncTest { /** * @param args */ public static void main(String[] args) { Sync sync = new Sync(); ExecutorService newFixedThreadPool = Executors.newFixedThreadPool(10); for (int i = 0; i < 3; i++) { newFixedThreadPool.execute(new SyncTread(sync));//同一个sync对象 } newFixedThreadPool.shutdown(); } }
执行结果：
线程：11进入同步块 线程：11退出同步块 线程：13进入同步块 线程：13退出同步块 线程：12进入同步块 线程：12退出同步块 线程 11 未同步部分 线程 13 未同步部分 线程 12 未同步部分
从执行结果中可以看出，synchronized同步的代码块都是互斥访问的，对于耗时的操作则可以异步执行。提高了效率。注意的是，例子中synchronized后面括号中为this。说明锁是加在当前Sync实例对象上的。如果SyncTread中Sync对象不是同一个，则各个对象之间的代码不会同步。
上面的例子中，锁对象为当前的对象实例（this）。跟我们在“同步实例方法”中遇到一个同样的问题，如果每个线程都是重新实例化了一个对象，那么这些锁都会加在不同的实例对象上，这样此时每个对象之间都是互相独立的，这样就达不到同步的目的了。
修改SyncTest类的代码：
package com.bj.chenfeic.concurrency; import java.util.concurrent.ExecutorService; import java.util.concurrent.Executors; /** * * @author chenfei0801 * */ public class SyncTest { /** * @param args */ public static void main(String[] args) { ExecutorService newFixedThreadPool = Executors.newFixedThreadPool(10); for (int i = 0; i < 3; i++) { newFixedThreadPool.execute(new SyncTread());//没有传递任何参数 } newFixedThreadPool.shutdown(); } }
SyncTread在实例化时如果没有传递参数，则每次都会实例化一个Sync对象。
运行结果如下：
线程：11进入同步块 线程：12进入同步块 线程：13进入同步块 线程：11退出同步块 线程：13退出同步块 线程：12退出同步块 线程 12 未同步部分 线程 13 未同步部分 线程 11 未同步部分
此时该如何处理？我们在“同步静态方法”中提到，静态方法之所以是全局的，是因为锁的对象不再是类的某个实例，而是整个类对象（Class）。因此我们在对方法块处理时，也可以同样的处理。
在上述代码的基础上修改Sync类
package com.bj.chenfeic.concurrency; /** * 同步测试，提供了用于同步的实例方法 * * @author chenfei0801 * */ public class Sync { public void testSync() { long id = Thread.currentThread().getId(); synchronized (Sync.class) {//全局锁 System.out.println("线程：" + id + "进入同步块"); try { Thread.sleep(1000); } catch (InterruptedException e) { e.printStackTrace(); } System.out.println("线程：" + id + "退出同步块"); } try { Thread.sleep(10000);//耗时操作 System.out.println("线程 "+ id +" 未同步部分"); } catch (InterruptedException e) { e.printStackTrace(); } } }
执行结果为
线程：11进入同步块 线程：11退出同步块 线程：12进入同步块 线程：12退出同步块 线程：13进入同步块 线程：13退出同步块 线程 11 未同步部分 线程 12 未同步部分 线程 13 未同步部分
从执行结果上可以看出，各个线程虽然都实例化了各自的Sync对象，但是却是在互斥访问Sync中的同步块。
2）同步方法块，除了对可以减少同步区域，还可以减小锁的范围，在对方法进行同步时，同步的对象都是对象的实例或者类对象。如果一个类有多个同步方法，如果当前线程进入了其中一个方法里，这个类的其他方法此时也被锁住了，其他线程无法进入。一般情况下，可能没有问题，但是如果如果这些方法或者部分方法之间其实并没有什么关系，那么互斥访问显然会影响效率，看下面的例子：
package com.bj.chenfeic.concurrency; /** * 同步测试，提供了用于同步的实例方法 * * @author chenfei0801 * */ public class Sync { /** Synchronization monitor for the "active" flag 。仅仅用于同步*/ private final Object activeMonitor = new Object(); /** Synchronization monitor for the "refresh" and "destroy"仅仅用于同步 */ private final Object startupShutdownMonitor = new Object(); public void refresh() { long id = Thread.currentThread().getId(); synchronized (this.startupShutdownMonitor) { System.out.println("线程：" + id + "进入同步块--refresh()"); try { Thread.sleep(1000); } catch (InterruptedException e) { e.printStackTrace(); } System.out.println("线程：" + id + "退出同步块-----refresh()"); } } public void destroy() { long id = Thread.currentThread().getId(); synchronized (this.startupShutdownMonitor) { System.out.println("线程：" + id + "进入同步块--destroy()"); try { Thread.sleep(1000); } catch (InterruptedException e) { e.printStackTrace(); } System.out.println("线程：" + id + "退出同步块-----destroy()"); } } public void active() { long id = Thread.currentThread().getId(); synchronized (this.activeMonitor) { System.out.println("线程：" + id + "进入同步块--active()"); try { Thread.sleep(1000); } catch (InterruptedException e) { e.printStackTrace(); } System.out.println("线程：" + id + "退出同步块-----active()"); } } }
类Sync中有三个同步的方法，分别是refresh，destory，active。其中前两者是用的是同一个对象锁（Sync的startupShutdownMonitor对象），后者是另外的对象锁，现在我们看下测试的类。
package com.bj.chenfeic.concurrency; import java.util.concurrent.ExecutorService; import java.util.concurrent.Executors; /** * * @author chenfei0801 * */ public class SyncTest { /** * @param args */ public static void main(String[] args) { Sync sync = new Sync(); SyncTest syncTest = new SyncTest(); ExecutorService newFixedThreadPool = Executors.newFixedThreadPool(10); newFixedThreadPool.execute(syncTest.new ActiveThread(sync)); newFixedThreadPool.execute(syncTest.new RefreshThread(sync)); newFixedThreadPool.execute(syncTest.new DestoryThread(sync)); newFixedThreadPool.execute(syncTest.new ActiveThread(sync)); newFixedThreadPool.shutdown(); } class RefreshThread implements Runnable { private Sync sync; public RefreshThread(Sync sync) { this.sync = sync; } @Override public void run() { sync.refresh(); } } class DestoryThread implements Runnable { private Sync sync; public DestoryThread(Sync sync) { this.sync = sync; } @Override public void run() { sync.destroy(); } } class ActiveThread implements Runnable { private Sync sync; public ActiveThread(Sync sync) { this.sync = sync; } @Override public void run() { sync.active(); } } }
在测试类中，有3类线程，分布式调用Sync中的refreash,destory,active。在测试类中，启动了4个线程，我们看一下执行结果
线程：11进入同步块--active() 线程：13进入同步块--destroy() 线程：11退出同步块-----active() 线程：14进入同步块--active() 线程：13退出同步块-----destroy() 线程：12进入同步块--refresh() 线程：14退出同步块-----active() 线程：12退出同步块-----refresh()
从执行结果中，可以看出active之间是同步的，但是与destory、refresh之间却没有同步。线程11在在active方法时，线程13可以执行destory方法。
destory方法和refresh是同步的。
由此可见，通过对方法内部的方法快进行同步，可以灵活的决定同步块的范围和相应的锁对象。
最后，一定要记住synchronized锁住的是括号里的对象，而不是代码(方法或者方法快）
