前言

• 在Java中，有一個常被忽略 但 非常重要的關鍵字Synchronized
• 今天，我將詳細講解 Java關鍵字Synchronized的所有知識，希望你們會喜歡

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目錄

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1. 定義

Java中的1個關鍵字

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2. 作用

保證同一時刻最多只有1個線程執行 被Synchronized修飾的方法 / 代碼

其他線程 必須等待當前線程執行完該方法 / 代碼塊后才能執行該方法 / 代碼塊

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3. 應用場景

保證線程安全，解決多線程中的并發同步問題（實現的是阻塞型并發），具體場景如下：

修飾 實例方法 / 代碼塊時，（同步）保護的是同一個對象方法的調用 & 當前實例對象

修飾 靜態方法 / 代碼塊時，（同步）保護的是 靜態方法的調用 & class 類對象

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4. 原理

依賴 JVM 實現同步

底層通過一個監視器對象（monitor）完成， wait（）、notify（） 等方法也依賴于 monitor 對象

監視器鎖（monitor）的本質 依賴于 底層操作系統的互斥鎖（Mutex Lock）實現

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5. 具體使用

Synchronized 用于 修飾 代碼塊、類的實例方法 & 靜態方法

5.1 使用規則

5.2 鎖的類型 & 等級

• 由于Synchronized 會修飾 代碼塊、類的實例方法 & 靜態方法，故分為不同鎖的類型
• 具體如下

• 之間的區別

5.3 使用方式

/*** 對象鎖*/public class Test{ // 對象鎖：形式1(方法鎖) public synchronized void Method1(){ System.out.println("我是對象鎖也是方法鎖"); try{ Thread.sleep(500); } catch (InterruptedException e){ e.printStackTrace(); } } // 對象鎖：形式2（代碼塊形式） public void Method2(){ synchronized (this){ System.out.println("我是對象鎖"); try{ Thread.sleep(500); } catch (InterruptedException e){ e.printStackTrace(); } } } ｝/*** 方法鎖（即對象鎖中的形式1）*/public synchronized void Method1(){ System.out.println("我是對象鎖也是方法鎖"); try{ Thread.sleep(500); } catch (InterruptedException e){ e.printStackTrace(); } } /*** 類鎖*/ public class Test{ // 類鎖：形式1 ：鎖靜態方法public static synchronized void Method1(){ System.out.println("我是類鎖一號"); try{ Thread.sleep(500); } catch (InterruptedException e){ e.printStackTrace(); } } // 類鎖：形式2 ：鎖靜態代碼塊public void Method2(){ synchronized (Test.class){ System.out.println("我是類鎖二號"); try{ Thread.sleep(500); } catch (InterruptedException e){ e.printStackTrace(); } } } ｝

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5.4 特別注意

Synchronized修飾方法時存在缺陷：若修飾1個大的方法，將會大大影響效率

• 示例
  若使用Synchronized關鍵字修飾 線程類的run()，由于run()在線程的整個生命期內一直在運行，因此將導致它對本類任何Synchronized方法的調用都永遠不會成功

• 解決方案
  使用 Synchronized關鍵字聲明代碼塊

該解決方案靈活性高：可針對任意代碼塊 & 任意指定上鎖的對象

代碼如下synchronized(syncObject) { // 訪問或修改被鎖保護的共享狀態 // 上述方法 必須 獲得對象 syncObject（類實例或類）的鎖 }

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6. 特點

注：原子性、可見性、有序性的定義

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7. 其他控制并發 / 線程同步方式

7.1 Lock、ReentrantLock

• 簡介

• 區別

7.2 CAS

7.2.1 定義

Compare And Swap，即 比較 并 交換，是一種解決并發操作的樂觀鎖

synchronized鎖住的代碼塊：同一時刻只能由一個線程訪問，屬于悲觀鎖

7.2.2 原理

// CAS的操作參數 內存位置（A） 預期原值（B） 預期新值（C）// 使用CAS解決并發的原理： // 1. 首先比較A、B，若相等，則更新A中的值為C、返回True；若不相等，則返回false； // 2. 通過死循環，以不斷嘗試嘗試更新的方式實現并發// 偽代碼如下 public boolean compareAndSwap(long memoryA, int oldB, int newC){if(memoryA.get() == oldB){memoryA.set(newC);return true;}return false; }

7.2.3 優點

資源耗費少：相對于synchronized，省去了掛起線程、恢復線程的開銷

但，若遲遲得不到更新，死循環對CPU資源也是一種浪費

7.2.4 具體實現方式

• 使用CAS有個“先檢查后執行”的操作
• 而這種操作在Java中是典型的不安全的操作，所以 CAS在實際中是由C++通過調用CPU指令實現的
• 具體過程

// 1. CAS在Java中的體現為Unsafe類 // 2. Unsafe類會通過C++直接獲取到屬性的內存地址 // 3. 接下來CAS由C++的Atomic::cmpxchg系列方法實現

7.2.5 典型應用：AtomicInteger

對 i++ 與 i–，通過compareAndSet & 一個死循環實現

而compareAndSet函數內部 = 通過jni操作CAS指令。直到CAS操作成功跳出循環

private volatile int value; /** * Gets the current value. * * @return the current value */ public final int get() { return value; } /** * Atomically increments by one the current value. * * @return the previous value */ public final int getAndIncrement() { for (;;) { int current = get(); int next = current + 1; if (compareAndSet(current, next)) return current; } } /** * Atomically decrements by one the current value. * * @return the previous value */ public final int getAndDecrement() { for (;;) { int current = get(); int next = current - 1; if (compareAndSet(current, next)) return current; } }

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8. 總結

• 本文主要對Java中常被忽略 但 非常重要的關鍵字Synchronized進行講解

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總結

以上是生活随笔為你收集整理的Java：这是一份全面 详细的 Synchronized关键字 学习指南的全部內容，希望文章能夠幫你解決所遇到的問題。

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