理解并发编程中Java的同步工具：synchronized详解

原创蔚落 2024-11-06 19:09 10阅读 0赞

在Java中，`synchronized`是一个关键字，用于控制多个线程对共享资源的访问，以确保在任何时刻只有一个线程可以执行特定的代码段。`synchronized`关键字可以用来修饰方法或者代码块，以实现同步。

### synchronized修饰方法当`synchronized`修饰一个方法时，锁是当前实例对象（`this`），这意味着同一时间只有一个线程可以访问该对象的这个方法。

```javapublic class Counter {
 private int count =0;

public synchronized void increment() {
 count++;
 }

public synchronized int getCount() {
 return count;
 }
}
```在这个例子中，`increment`和`getCount`方法都被`synchronized`修饰，因此它们是线程安全的。

### synchronized修饰代码块当`synchronized`用于修饰一个代码块时，你可以指定任何对象作为锁。这允许更细粒度的控制，因为你可以锁定不同的对象，从而允许多个线程同时访问不同的资源。

```javapublic class Counter {
 private int count =0;
 private final Object lock = new Object();

public void increment() {
 synchronized (lock) {
 count++;
 }
 }

public int getCount() {
 synchronized (lock) {
 return count;
 }
 }
}
```在这个例子中，`increment`和`getCount`方法中的代码块都被同一个对象`lock`锁定，因此它们也是线程安全的。

### synchronized的工作原理1. **锁的获取和释放**：当一个线程执行到`synchronized`修饰的代码时，它会尝试获取锁。如果锁已经被其他线程持有，那么当前线程将被阻塞，直到锁被释放。当线程执行完`synchronized`代码块或方法后，它会释放锁。

2. **可重入性**：`synchronized`是可重入的，这意味着同一个线程可以多次获取同一个锁，而不会被自己阻塞。

3. **锁的粒度**：`synchronized`可以用于方法或代码块，提供了不同的锁粒度。使用代码块可以提供更细粒度的控制，减少锁的争用。

4. **性能开销**：使用`synchronized`会有性能开销，因为它涉及到操作系统层面的上下文切换和锁的管理。因此，在高并发场景下，过度使用`synchronized`可能会导致性能问题。

###替代方案Java还提供了其他同步工具，如`ReentrantLock`、`Semaphore`、`CountDownLatch`等，它们提供了更灵活的同步机制，包括尝试非阻塞获取锁、可中断的锁获取、公平性控制等。

理解`synchronized`是掌握Java并发编程的基础，它有助于编写线程安全的代码，避免数据竞争和不一致的问题。

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