【Java-基础系列】Synchronized关键字

初识

synchronize

翻译——同步（cause to occur or operate at the same time or rate.）

一般用于多线程操作，保证操作的同步性

消除线程切换时导致的共享内存的内容不可预测性

典型应用

单例模式的double-check

题外话：单例模式很容易引发内存泄露，在项目中要少用；

另外单例模式的实现形式中，使用enum枚举是比较简洁的形式

常见使用形式

• 锁方法

  

• 锁代码段

  • 用this关键字 sychronized(this)

  

  • 用锁对象 sychronized(lockObjct)

  

官方教程

在Oracle的Java 文档里头有对Synchronization的详细解释，分为如下五部分展开：

1. 线程接口（Thread Interference）

   

   不同线程对同一份数据的操作如果是穿插进行的，会导致不可预料的结果，这主要是因为CPU会让多个线程分片执行，各个线程对此数据的操作也是互不可知的，这样就很容易引发内存不按照预期改变的情况

2. 内存连续性错误（Memory Consistency Errors）
   

   例子如上图，若三步操作不仅由一个线程执行，就很有可能导致打印出的并不是1而是0

3. 同步方法（Synchronized Methods)
   

   • Java中在方法体上添加synchronized关键字，能够保证同一时间仅有一个线程在调用某个对象的该方法；

   • 同时Java还会为该方法在与对象之间建立一个happens-before关系，保证对象的该状态对所有线程都是可见的

1. 固有锁与同步（Intrinsic Locks and Synchronization)

   

   当一个线程调用synchronized方法时，它会自动获取该方法对象的固有锁，并在方法返回时释放它。即使返回是由未捕获的异常引起的，也会释放锁。

   

   直接使用this当做锁的关键字时，改对象的所有使用this当关键字的操作都必须保证同时只有一个线程访问，这样做虽然简便，但时间上有效率浪费，因为该对象的所有操作并不一定要保持完全同步，👇的代码段就解决了这一问题：

   通过细粒度的锁来提高并发性：

   

   类MsLunch有两个实例字段，c1并且c2从不一起使用。这些字段的所有更新必须同步，但是没有理由阻止c1的更新与c2的更新进行交错 - 这样做会通过创建不必要的阻止来降低并发性。而不是使用同步方法或以其他方式使用与之关联的锁this

2. 原子操作（Atomic Access ）

   原子操作保证了操作的完整性：要么不执行，执行的话就一定要完全执行（即使虚拟机GC也不能打断）

   

   第一条指的是我们可以使用Java内附的AtomicInteger、AtomicBoolean等变量来直接利用这一特性

   第二条引出了另一个关键字volatile，这实际上需要另起一篇进行介绍了

总结

synchronize在解决多线程编程问题时有奇效，但有一定的效率牺牲

使用时应尽量减小锁定的范围

对并发性有要求的地方需要注意看是否有细化锁粒度的必要

推荐阅读