Java多线程之synchronized关键字详解

多线程的同步机制对资源进行加锁，使得在同一个时间，只有一个线程可以进行操作，同步用以解决多个线程同时访问时可能出现的问题。

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同步机制可以使用synchronized关键字实现。

当synchronized关键字修饰一个方法的时候，该方法叫做同步方法。

当synchronized方法执行完或发生异常时，会自动释放锁。

下面通过一个例子来对synchronized关键字的用法进行解析。

1，是否使用synchronized关键字的不同

 
 
 
    
  
  
  
  1. public class ThreadTest 
    2.   
  
  
  2. { 
    3.   
  
  
  3.     public static void main(String[] args) 
    4.   
  
  
  4.     { 
    5.   
  
  
  5.         Example example = new Example(); 
    6.   
  
  
  6.  
    7.   
  
  
  7.         Thread t1 = new Thread1(example); 
    8.   
  
  
  8.         Thread t2 = new Thread1(example); 
    9.   
  
  
  9.  
    10.   
  
  
  10.         t1.start(); 
    11.   
  
  
  11.         t2.start(); 
    12.   
  
  
  12.     } 
    13.   
  
  
  13.  
    14.   
  
  
  14. } 
    15.   
  
  
  15.  
    16.   
  
  
  16. class Example 
    17.   
  
  
  17. { 
    18.   
  
  
  18.     public synchronized void execute() 
    19.   
  
  
  19.     { 
    20.   
  
  
  20.         for (int i = 0; i < 10; ++i) 
    21.   
  
  
  21.         { 
    22.   
  
  
  22.             try 
    23.   
  
  
  23.             { 
    24.   
  
  
  24.                 Thread.sleep(500); 
    25.   
  
  
  25.             } 
    26.   
  
  
  26.             catch (InterruptedException e) 
    27.   
  
  
  27.             { 
    28.   
  
  
  28.                 e.printStackTrace(); 
    29.   
  
  
  29.             } 
    30.   
  
  
  30.             System.out.println("Hello: " + i); 
    31.   
  
  
  31.         } 
    32.   
  
  
  32.     } 
    33.   
  
  
  33.  
    34.   
  
  
  34. } 
    35.   
  
  
  35.  
    36.   
  
  
  36. class Thread1 extends Thread 
    37.   
  
  
  37. { 
    38.   
  
  
  38.     private Example example; 
    39.   
  
  
  39.  
    40.   
  
  
  40.     public Thread1(Example example) 
    41.   
  
  
  41.     { 
    42.   
  
  
  42.         this.example = example; 
    43.   
  
  
  43.     } 
    44.   
  
  
  44.  
    45.   
  
  
  45.     @Override 
    46.   
  
  
  46.     public void run() 
    47.   
  
  
  47.     { 
    48.   
  
  
  48.         example.execute(); 
    49.   
  
  
  49.     } 
    50.   
  
  
  50.  
    51.   
  
  
  51. } 
    52.

是否在execute()方法前加上synchronized关键字，这个例子程序的执行结果会有很大的不同。

如果不加synchronized关键字，则两个线程同时执行execute()方法，输出是两组并发的。

如果加上synchronized关键字，则会先输出一组0到9，然后再输出下一组，说明两个线程是顺次执行的。

2.多个方法的多线程情况

将程序改动一下，Example类中再加入一个方法execute2()。

之后再写一个线程类Thread2，Thread2中的run()方法执行的是execute2()。Example类中的两个方法都是被synchronized关键字修饰的。

 
 
 
    
  
  
  
  1. public class ThreadTest 
    2.   
  
  
  2. { 
    3.   
  
  
  3.     public static void main(String[] args) 
    4.   
  
  
  4.     { 
    5.   
  
  
  5.         Example example = new Example(); 
    6.   
  
  
  6.  
    7.   
  
  
  7.         Thread t1 = new Thread1(example); 
    8.   
  
  
  8.         Thread t2 = new Thread2(example); 
    9.   
  
  
  9.  
    10.   
  
  
  10.         t1.start(); 
    11.   
  
  
  11.         t2.start(); 
    12.   
  
  
  12.     } 
    13.   
  
  
  13.  
    14.   
  
  
  14. } 
    15.   
  
  
  15.  
    16.   
  
  
  16. class Example 
    17.   
  
  
  17. { 
    18.   
  
  
  18.     public synchronized void execute() 
    19.   
  
  
  19.     { 
    20.   
  
  
  20.         for (int i = 0; i < 20; ++i) 
    21.   
  
  
  21.         { 
    22.   
  
  
  22.             try 
    23.   
  
  
  23.             { 
    24.   
  
  
  24.                 Thread.sleep((long) Math.random() * 1000); 
    25.   
  
  
  25.             } 
    26.   
  
  
  26.             catch (InterruptedException e) 
    27.   
  
  
  27.             { 
    28.   
  
  
  28.                 e.printStackTrace(); 
    29.   
  
  
  29.             } 
    30.   
  
  
  30.             System.out.println("Hello: " + i); 
    31.   
  
  
  31.         } 
    32.   
  
  
  32.     } 
    33.   
  
  
  33.  
    34.   
  
  
  34.     public synchronized void execute2() 
    35.   
  
  
  35.     { 
    36.   
  
  
  36.         for (int i = 0; i < 20; ++i) 
    37.   
  
  
  37.         { 
    38.   
  
  
  38.             try 
    39.   
  
  
  39.             { 
    40.   
  
  
  40.                 Thread.sleep((long) Math.random() * 1000); 
    41.   
  
  
  41.             } 
    42.   
  
  
  42.             catch (InterruptedException e) 
    43.   
  
  
  43.             { 
    44.   
  
  
  44.                 e.printStackTrace(); 
    45.   
  
  
  45.             } 
    46.   
  
  
  46.             System.out.println("World: " + i); 
    47.   
  
  
  47.         } 
    48.   
  
  
  48.     } 
    49.   
  
  
  49.  
    50.   
  
  
  50. } 
    51.   
  
  
  51.  
    52.   
  
  
  52. class Thread1 extends Thread 
    53.   
  
  
  53. { 
    54.   
  
  
  54.     private Example example; 
    55.   
  
  
  55.  
    56.   
  
  
  56.     public Thread1(Example example) 
    57.   
  
  
  57.     { 
    58.   
  
  
  58.         this.example = example; 
    59.   
  
  
  59.     } 
    60.   
  
  
  60.  
    61.   
  
  
  61.     @Override 
    62.   
  
  
  62.     public void run() 
    63.   
  
  
  63.     { 
    64.   
  
  
  64.         example.execute(); 
    65.   
  
  
  65.     } 
    66.   
  
  
  66.  
    67.   
  
  
  67. } 
    68.   
  
  
  68.  
    69.   
  
  
  69. class Thread2 extends Thread 
    70.   
  
  
  70. { 
    71.   
  
  
  71.     private Example example; 
    72.   
  
  
  72.  
    73.   
  
  
  73.     public Thread2(Example example) 
    74.   
  
  
  74.     { 
    75.   
  
  
  75.         this.example = example; 
    76.   
  
  
  76.     } 
    77.   
  
  
  77.  
    78.   
  
  
  78.     @Override 
    79.   
  
  
  79.     public void run() 
    80.   
  
  
  80.     { 
    81.   
  
  
  81.         example.execute2(); 
    82.   
  
  
  82.     } 
    83.   
  
  
  83.  
    84.   
  
  
  84. } 
    85.

如果去掉synchronized关键字，则两个方法并发执行，并没有相互影响。

但是如例子程序中所写，即便是两个方法：

执行结果永远是执行完一个线程的输出再执行另一个线程的。

说明：

如果一个对象有多个synchronized方法，某一时刻某个线程已经进入到了某个synchronized方法，那么在该方法没有执行完毕前，其他线程是无法访问该对象的任何synchronized方法的。

结论：

当synchronized关键字修饰一个方法的时候，该方法叫做同步方法。

Java中的每个对象都有一个锁(lock)，或者叫做监视器(monitor)，当一个线程访问某个对象的synchronized方法时，将该对象上锁，其他任何线程都无法再去访问该对象的synchronized方法了(这里是指所有的同步方法，而不仅仅是同一个方法)，直到之前的那个线程执行方法完毕后(或者是抛出了异常)，才将该对象的锁释放掉，其他线程才有可能再去访问该对象的synchronized方法。

注意这时候是给对象上锁，如果是不同的对象，则各个对象之间没有限制关系。

尝试在代码中构造第二个线程对象时传入一个新的Example对象，则两个线程的执行之间没有什么制约关系。

3.考虑静态的同步方法

当一个synchronized关键字修饰的方法同时又被static修饰，之前说过，非静态的同步方法会将对象上锁，但是静态方法不属于对象，而是属于类，它会将这个方法所在的类的Class对象上锁。

一个类不管生成多少个对象，它们所对应的是同一个Class对象。

 
 
 
    
  
  
  
  1. public class ThreadTest 
    2.   
  
  
  2. { 
    3.   
  
  
  3.     public static void main(String[] args) 
    4.   
  
  
  4.     { 
    5.   
  
  
  5.         Example example = new Example(); 
    6.   
  
  
  6.  
    7.   
  
  
  7.         Thread t1 = new Thread1(example); 
    8.   
  
  
  8.  
    9.   
  
  
  9.         // 此处即便传入不同的对象，静态方法同步仍然不允许多个线程同时执行 
    10.   
  
  
  10.         example = new Example(); 
    11.   
  
  
  11.  
    12.   
  
  
  12.         Thread t2 = new Thread2(example); 
    13.   
  
  
  13.  
    14.   
  
  
  14.         t1.start(); 
    15.   
  
  
  15.         t2.start(); 
    16.   
  
  
  16.     } 
    17.   
  
  
  17.  
    18.   
  
  
  18. } 
    19.   
  
  
  19.  
    20.   
  
  
  20. class Example 
    21.   
  
  
  21. { 
    22.   
  
  
  22.     public synchronized static void execute() 
    23.   
  
  
  23.     { 
    24.   
  
  
  24.         for (int i = 0; i < 20; ++i) 
    25.   
  
  
  25.         { 
    26.   
  
  
  26.             try 
    27.   
  
  
  27.             { 
    28.   
  
  
  28.                 Thread.sleep((long) Math.random() * 1000); 
    29.   
  
  
  29.             } 
    30.   
  
  
  30.             catch (InterruptedException e) 
    31.   
  
  
  31.             { 
    32.   
  
  
  32.                 e.printStackTrace(); 
    33.   
  
  
  33.             } 
    34.   
  
  
  34.             System.out.println("Hello: " + i); 
    35.   
  
  
  35.         } 
    36.   
  
  
  36.     } 
    37.   
  
  
  37.  
    38.   
  
  
  38.     public synchronized static void execute2() 
    39.   
  
  
  39.     { 
    40.   
  
  
  40.         for (int i = 0; i < 20; ++i) 
    41.   
  
  
  41.         { 
    42.   
  
  
  42.             try 
    43.   
  
  
  43.             { 
    44.   
  
  
  44.                 Thread.sleep((long) Math.random() * 1000); 
    45.   
  
  
  45.             } 
    46.   
  
  
  46.             catch (InterruptedException e) 
    47.   
  
  
  47.             { 
    48.   
  
  
  48.                 e.printStackTrace(); 
    49.   
  
  
  49.             } 
    50.   
  
  
  50.             System.out.println("World: " + i); 
    51.   
  
  
  51.         } 
    52.   
  
  
  52.     } 
    53.   
  
  
  53.  
    54.   
  
  
  54. } 
    55.   
  
  
  55.  
    56.   
  
  
  56. class Thread1 extends Thread 
    57.   
  
  
  57. { 
    58.   
  
  
  58.     private Example example; 
    59.   
  
  
  59.  
    60.   
  
  
  60.     public Thread1(Example example) 
    61.   
  
  
  61.  
    62.   
  
  
  62.     { 
    63.   
  
  
  63.         this.example = example; 
    64.   
  
  
  64.     } 
    65.   
  
  
  65.  
    66.   
  
  
  66.     @Override 
    67.   
  
  
  67.     public void run() 
    68.   
  
  
  68.     { 
    69.   
  
  
  69.         Example.execute(); 
    70.   
  
  
  70.     } 
    71.   
  
  
  71.  
    72.   
  
  
  72. } 
    73.   
  
  
  73.  
    74.   
  
  
  74. class Thread2 extends Thread 
    75.   
  
  
  75. { 
    76.   
  
  
  76.     private Example example; 
    77.   
  
  
  77.  
    78.   
  
  
  78.     public Thread2(Example example) 
    79.   
  
  
  79.     { 
    80.   
  
  
  80.         this.example = example; 
    81.   
  
  
  81.     } 
    82.   
  
  
  82.  
    83.   
  
  
  83.     @Override 
    84.   
  
  
  84.     public void run() 
    85.   
  
  
  85.     { 
    86.   
  
  
  86.         Example.execute2(); 
    87.   
  
  
  87.     } 
    88.   
  
  
  88.  
    89.   
  
  
  89. } 
    90.

所以如果是静态方法的情况(execute()和execute2()都加上static关键字)，即便是向两个线程传入不同的Example对象，这两个线程仍然是互相制约的，必须先执行完一个，再执行下一个。

结论：

如果某个synchronized方法是static的，那么当线程访问该方法时，它锁的并不是synchronized方法所在的对象，而是synchronized方法所在的类所对应的Class对象。Java中，无论一个类有多少个对象，这些对象会对应***一个Class对象，因此当线程分别访问同一个类的两个对象的两个static，synchronized方法时，它们的执行顺序也是顺序的，也就是说一个线程先去执行方法，执行完毕后另一个线程才开始。

4. synchronized块

synchronized块写法：

synchronized(object)

{

}

表示线程在执行的时候会将object对象上锁。(注意这个对象可以是任意类的对象，也可以使用this关键字)。

这样就可以自行规定上锁对象。

 
 
 
    
  
  
  
  1. public class ThreadTest 
    2.   
  
  
  2. { 
    3.   
  
  
  3.     public static void main(String[] args) 
    4.   
  
  
  4.     { 
    5.   
  
  
  5.         Example example = new Example(); 
    6.   
  
  
  6.  
    7.   
  
  
  7.         Thread t1 = new Thread1(example); 
    8.   
  
  
  8.         Thread t2 = new Thread2(example); 
    9.   
  
  
  9.  
    10.   
  
  
  10.         t1.start(); 
    11.   
  
  
  11.         t2.start(); 
    12.   
  
  
  12.     } 
    13.   
  
  
  13.  
    14.   
  
  
  14. } 
    15.   
  
  
  15.  
    16.   
  
  
  16. class Example 
    17.   
  
  
  17. { 
    18.   
  
  
  18.     private Object object = new Object(); 
    19.   
  
  
  19.  
    20.   
  
  
  20.     public void execute() 
    21.   
  
  
  21.     { 
    22.   
  
  
  22.         synchronized (object) 
    23.   
  
  
  23.         { 
    24.   
  
  
  24.             for (int i = 0; i < 20; ++i) 
    25.   
  
  
  25.             { 
    26.   
  
  
  26.                 try 
    27.   
  
  
  27.                 { 
    28.   
  
  
  28.                     Thread.sleep((long) Math.random() * 1000); 
    29.   
  
  
  29.                 } 
    30.   
  
  
  30.                 catch (InterruptedException e) 
    31.   
  
  
  31.                 { 
    32.   
  
  
  32.                     e.printStackTrace(); 
    33.   
  
  
  33.                 } 
    34.   
  
  
  34.                 System.out.println("Hello: " + i); 
    35.   
  
  
  35.             } 
    36.   
  
  
  36.  
    37.   
  
  
  37.         } 
    38.   
  
  
  38.  
    39.   
  
  
  39.     } 
    40.   
  
  
  40.  
    41.   
  
  
  41.     public void execute2() 
    42.   
  
  
  42.     { 
    43.   
  
  
  43.         synchronized (object) 
    44.   
  
  
  44.         { 
    45.   
  
  
  45.             for (int i = 0; i < 20; ++i) 
    46.   
  
  
  46.             { 
    47.   
  
  
  47.                 try 
    48.   
  
  
  48.                 { 
    49.   
  
  
  49.                     Thread.sleep((long) Math.random() * 1000); 
    50.   
  
  
  50.                 } 
    51.   
  
  
  51.                 catch (InterruptedException e) 
    52.   
  
  
  52.                 { 
    53.   
  
  
  53.                     e.printStackTrace(); 
    54.   
  
  
  54.                 } 
    55.   
  
  
  55.                 System.out.println("World: " + i); 
    56.   
  
  
  56.             } 
    57.   
  
  
  57.  
    58.   
  
  
  58.         } 
    59.   
  
  
  59.  
    60.   
  
  
  60.     } 
    61.   
  
  
  61.  
    62.   
  
  
  62. } 
    63.   
  
  
  63.  
    64.   
  
  
  64. class Thread1 extends Thread 
    65.   
  
  
  65. { 
    66.   
  
  
  66.     private Example example; 
    67.   
  
  
  67.  
    68.   
  
  
  68.     public Thread1(Example example) 
    69.   
  
  
  69.     { 
    70.   
  
  
  70.         this.example = example; 
    71.   
  
  
  71.     } 
    72.   
  
  
  72.  
    73.   
  
  
  73.     @Override 
    74.   
  
  
  74.     public void run() 
    75.   
  
  
  75.     { 
    76.   
  
  
  76.         example.execute(); 
    77.   
  
  
  77.     } 
    78.   
  
  
  78.  
    79.   
  
  
  79. } 
    80.   
  
  
  80.  
    81.   
  
  
  81. class Thread2 extends Thread 
    82.   
  
  
  82. { 
    83.   
  
  
  83.     private Example example; 
    84.   
  
  
  84.  
    85.   
  
  
  85.     public Thread2(Example example) 
    86.   
  
  
  86.     { 
    87.   
  
  
  87.         this.example = example; 
    88.   
  
  
  88.     } 
    89.   
  
  
  89.  
    90.   
  
  
  90.     @Override 
    91.   
  
  
  91.     public void run() 
    92.   
  
  
  92.     { 
    93.   
  
  
  93.         example.execute2(); 
    94.   
  
  
  94.     } 
    95.   
  
  
  95.  
    96.   
  
  
  96. } 
    97.

例子程序4所达到的效果和例子程序2的效果一样，都是使得两个线程的执行顺序进行，而不是并发进行，当一个线程执行时，将object对象锁住，另一个线程就不能执行对应的块。

synchronized方法实际上等同于用一个synchronized块包住方法中的所有语句，然后在synchronized块的括号中传入this关键字。当然，如果是静态方法，需要锁定的则是class对象。

可能一个方法中只有几行代码会涉及到线程同步问题，所以synchronized块比synchronized方法更加细粒度地控制了多个线程的访问，只有synchronized块中的内容不能同时被多个线程所访问，方法中的其他语句仍然可以同时被多个线程所访问(包括synchronized块之前的和之后的)。

注意：被synchronized保护的数据应该是私有的。

结论：

synchronized方法是一种粗粒度的并发控制，某一时刻，只能有一个线程执行该synchronized方法;

synchronized块则是一种细粒度的并发控制，只会将块中的代码同步，位于方法内、synchronized块之外的其他代码是可以被多个线程同时访问到的。

JDK 5.0的并发包

使用synchronized关键字解决线程的同步问题会带来一些执行效率上的问题。

JDK1.4及之前是无法避免这些问题的。

JDK 5.0引入了这样一个包：java.util.concurrent：

http://docs.oracle.com/javase/7/docs/api/java/util/concurrent/package-frame.html

专门解决这一问题。

限于篇幅，这里不再介绍。

网页题目：Java多线程之synchronized关键字详解
当前链接：http://www.shufengxianlan.com/qtweb/news3/288653.html

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