概要
本章，會對synchronized關鍵字進行介紹。涉及到的內容包括：
1. synchronized原理
2. synchronized基本規則
3. synchronized方法 和 synchronized代碼塊
4. 實例鎖 和 全局鎖
轉載請注明出處：http://www.cnblogs.com/skywang12345/p/3479202.html
1. synchronized原理
在Java中，每一個對象有且僅有一個同步鎖。這也意味著，同步鎖是依賴于對象而存在。
當我們調用某對象的synchronized方法時，就獲取了該對象的同步鎖。例如，synchronized(obj)就獲取了“obj這個對象”的同步鎖。
不同線程對同步鎖的訪問是互斥的。也就是說，某時間點，對象的同步鎖只能被一個線程獲取到！通過同步鎖，我們就能在多線程中，實現對“對象/方法”的互斥訪問。 例如，現在有兩個線程A和線程B，它們都會訪問“對象obj的同步鎖”。假設，在某一時刻，線程A獲取到“obj的同步鎖”并在執行一些操作；而此時，線程B也企圖獲取“obj的同步鎖” —— 線程B會獲取失敗，它必須等待，直到線程A釋放了“該對象的同步鎖”之后線程B才能獲取到“obj的同步鎖”從而才可以運行。
2. synchronized基本規則
我們將synchronized的基本規則總結為下面3條，并通過實例對它們進行說明。
第一條: 當一個線程訪問“某對象”的“synchronized方法”或者“synchronized代碼塊”時，其他線程對“該對象”的該“synchronized方法”或者“synchronized代碼塊”的訪問將被阻塞。
第二條: 當一個線程訪問“某對象”的“synchronized方法”或者“synchronized代碼塊”時，其他線程仍然可以訪問“該對象”的非同步代碼塊。
第三條: 當一個線程訪問“某對象”的“synchronized方法”或者“synchronized代碼塊”時，其他線程對“該對象”的其他的“synchronized方法”或者“synchronized代碼塊”的訪問將被阻塞。
第一條
當一個線程訪問“某對象”的“synchronized方法”或者“synchronized代碼塊”時，其他線程對“該對象”的該“synchronized方法”或者“synchronized代碼塊”的訪問將被阻塞。
下面是“synchronized代碼塊”對應的演示程序。
1 class MyRunable implements Runnable {
2
3 @Override
4 public void run() {
5 synchronized(this) {
6 try {
7 for (int i = 0; i < 5; i++) {
8 Thread.sleep(100); // 休眠100ms
9 System.out.println(Thread.currentThread().getName() + " loop " + i);
10 }
11 } catch (InterruptedException ie) {
12 }
13 }
14 }
15 }
16
17 public class Demo1_1 {
18
19 public static void main(String[] args) {
20 Runnable demo = new MyRunable(); // 新建“Runnable對象”
21
22 Thread t1 = new Thread(demo, "t1"); // 新建“線程t1”, t1是基于demo這個Runnable對象
23 Thread t2 = new Thread(demo, "t2"); // 新建“線程t2”, t2是基于demo這個Runnable對象
24 t1.start(); // 啟動“線程t1”
25 t2.start(); // 啟動“線程t2”
26 }
27 }
運行結果：
t1 loop 0
t1 loop 1
t1 loop 2
t1 loop 3
t1 loop 4
t2 loop 0
t2 loop 1
t2 loop 2
t2 loop 3
t2 loop 4
結果說明：
run()方法中存在“synchronized(this)代碼塊”，而且t1和t2都是基于"demo這個Runnable對象"創建的線程。這就意味著，我們可以將synchronized(this)中的this看作是“demo這個Runnable對象”；因此，線程t1和t2共享“demo對象的同步鎖”。所以，當一個線程運行的時候，另外一個線程必須等待“運行線程”釋放“demo的同步鎖”之后才能運行。
如果你確認，你搞清楚這個問題了。那我們將上面的代碼進行修改，然后再運行看看結果怎么樣，看看你是否會迷糊。修改后的源碼如下：
1 class MyThread extends Thread {
2
3 public MyThread(String name) {
4 super(name);
5 }
6
7 @Override
8 public void run() {
9 synchronized(this) {
10 try {
11 for (int i = 0; i < 5; i++) {
12 Thread.sleep(100); // 休眠100ms
13 System.out.println(Thread.currentThread().getName() + " loop " + i);
14 }
15 } catch (InterruptedException ie) {
16 }
17 }
18 }
19 }
20
21 public class Demo1_2 {
22
23 public static void main(String[] args) {
24 Thread t1 = new MyThread("t1"); // 新建“線程t1”
25 Thread t2 = new MyThread("t2"); // 新建“線程t2”
26 t1.start(); // 啟動“線程t1”
27 t2.start(); // 啟動“線程t2”
28 }
29 }
代碼說明：
比較Demo1_2 和 Demo1_1，我們發現，Demo1_2中的MyThread類是直接繼承于Thread，而且t1和t2都是MyThread子線程。
幸運的是，在“Demo1_2的run()方法”也調用了synchronized(this)，正如“Demo1_1的run()方法”也調用了synchronized(this)一樣！那么，Demo1_2的執行流程是不是和Demo1_1一樣呢？
運行結果：
t1 loop 0
t2 loop 0
t1 loop 1
t2 loop 1
t1 loop 2
t2 loop 2
t1 loop 3
t2 loop 3
t1 loop 4
t2 loop 4
結果說明：
如果這個結果一點也不令你感到驚訝，那么我相信你對synchronized和this的認識已經比較深刻了。否則的話，請繼續閱讀這里的分析。
synchronized(this)中的this是指“當前的類對象”，即synchronized(this)所在的類對應的當前對象。它的作用是獲取“當前對象的同步鎖”。
對于Demo1_2中，synchronized(this)中的this代表的是MyThread對象，而t1和t2是兩個不同的MyThread對象，因此t1和t2在執行synchronized(this)時，獲取的是不同對象的同步鎖。對于Demo1_1對而言，synchronized(this)中的this代表的是MyRunable對象；t1和t2共同一個MyRunable對象，因此，一個線程獲取了對象的同步鎖，會造成另外一個線程等待。
第二條
當一個線程訪問“某對象”的“synchronized方法”或者“synchronized代碼塊”時，其他線程仍然可以訪問“該對象”的非同步代碼塊。下面是“synchronized代碼塊”對應的演示程序。
1 class Count {
2
3 // 含有synchronized同步塊的方法
4 public void synMethod() {
5 synchronized(this) {
6 try {
7 for (int i = 0; i < 5; i++) {
8 Thread.sleep(100); // 休眠100ms
9 System.out.println(Thread.currentThread().getName() + " synMethod loop " + i);
10 }
11 } catch (InterruptedException ie) {
12 }
13 }
14 }
15
16 // 非同步的方法
17 public void nonSynMethod() {
18 try {
19 for (int i = 0; i < 5; i++) {
20 Thread.sleep(100);
21 System.out.println(Thread.currentThread().getName() + " nonSynMethod loop " + i);
22 }
23 } catch (InterruptedException ie) {
24 }
25 }
26 }
27
28 public class Demo2 {
29
30 public static void main(String[] args) {
31 final Count count = new Count();
32 // 新建t1, t1會調用“count對象”的synMethod()方法
33 Thread t1 = new Thread(
34 new Runnable() {
35 @Override
36 public void run() {
37 count.synMethod();
38 }
39 }, "t1");
40
41 // 新建t2, t2會調用“count對象”的nonSynMethod()方法
42 Thread t2 = new Thread(
43 new Runnable() {
44 @Override
45 public void run() {
46 count.nonSynMethod();
47 }
48 }, "t2");
49
50
51 t1.start(); // 啟動t1
52 t2.start(); // 啟動t2
53 }
54 }
運行結果：
t1 synMethod loop 0
t2 nonSynMethod loop 0
t1 synMethod loop 1
t2 nonSynMethod loop 1
t1 synMethod loop 2
t2 nonSynMethod loop 2
t1 synMethod loop 3
t2 nonSynMethod loop 3
t1 synMethod loop 4
t2 nonSynMethod loop 4
結果說明：
主線程中新建了兩個子線程t1和t2。t1會調用count對象的synMethod()方法，該方法內含有同步塊；而t2則會調用count對象的nonSynMethod()方法，該方法不是同步方法。
t1運行時，雖然調用synchronized(this)獲取“count的同步鎖”；但是并沒有造成t2的阻塞，因為t2沒有用到“count”同步鎖。
第三條
當一個線程訪問“某對象”的“synchronized方法”或者“synchronized代碼塊”時，其他線程對“該對象”的其他的“synchronized方法”或者“synchronized代碼塊”的訪問將被阻塞。
我們將上面的例子中的nonSynMethod()方法體的也用synchronized(this)修飾。修改后的源碼如下：
1 class Count {
2
3 // 含有synchronized同步塊的方法
4 public void synMethod() {
5 synchronized(this) {
6 try {
7 for (int i = 0; i < 5; i++) {
8 Thread.sleep(100); // 休眠100ms
9 System.out.println(Thread.currentThread().getName() + " synMethod loop " + i);
10 }
11 } catch (InterruptedException ie) {
12 }
13 }
14 }
15
16 // 也包含synchronized同步塊的方法
17 public void nonSynMethod() {
18 synchronized(this) {
19 try {
20 for (int i = 0; i < 5; i++) {
21 Thread.sleep(100);
22 System.out.println(Thread.currentThread().getName() + " nonSynMethod loop " + i);
23 }
24 } catch (InterruptedException ie) {
25 }
26 }
27 }
28 }
29
30 public class Demo3 {
31
32 public static void main(String[] args) {
33 final Count count = new Count();
34 // 新建t1, t1會調用“count對象”的synMethod()方法
35 Thread t1 = new Thread(
36 new Runnable() {
37 @Override
38 public void run() {
39 count.synMethod();
40 }
41 }, "t1");
42
43 // 新建t2, t2會調用“count對象”的nonSynMethod()方法
44 Thread t2 = new Thread(
45 new Runnable() {
46 @Override
47 public void run() {
48 count.nonSynMethod();
49 }
50 }, "t2");
51
52
53 t1.start(); // 啟動t1
54 t2.start(); // 啟動t2
55 }
56 }
運行結果：
t1 synMethod loop 0
t1 synMethod loop 1
t1 synMethod loop 2
t1 synMethod loop 3
t1 synMethod loop 4
t2 nonSynMethod loop 0
t2 nonSynMethod loop 1
t2 nonSynMethod loop 2
t2 nonSynMethod loop 3
t2 nonSynMethod loop 4
結果說明：
主線程中新建了兩個子線程t1和t2。t1和t2運行時都調用synchronized(this)，這個this是Count對象(count)，而t1和t2共用count。因此，在t1運行時，t2會被阻塞，等待t1運行釋放“count對象的同步鎖”，t2才能運行。
3. synchronized方法 和 synchronized代碼塊
“synchronized方法”是用synchronized修飾方法，而 “synchronized代碼塊”則是用synchronized修飾代碼塊。
synchronized方法示例
public synchronized void foo1() {
System.out.println("synchronized methoed");
}
synchronized代碼塊
public void foo2() {
synchronized (this) {
System.out.println("synchronized methoed");
}
}
synchronized代碼塊中的this是指當前對象。也可以將this替換成其他對象，例如將this替換成obj，則foo2()在執行synchronized(obj)時就獲取的是obj的同步鎖。
synchronized代碼塊可以更精確的控制沖突限制訪問區域，有時候表現更高效率。
下面通過一個示例來演示：
1 // Demo4.java的源碼
2 public class Demo4 {
3
4 public synchronized void synMethod() {
5 for(int i=0; i<1000000; i++)
6 ;
7 }
8
9 public void synBlock() {
10 synchronized( this ) {
11 for(int i=0; i<1000000; i++)
12 ;
13 }
14 }
15
16 public static void main(String[] args) {
17 Demo4 demo = new Demo4();
18
19 long start, diff;
20 start = System.currentTimeMillis(); // 獲取當前時間(millis)
21 demo.synMethod(); // 調用“synchronized方法”
22 diff = System.currentTimeMillis() - start; // 獲取“時間差值”
23 System.out.println("synMethod() : "+ diff);
24
25 start = System.currentTimeMillis(); // 獲取當前時間(millis)
26 demo.synBlock(); // 調用“synchronized方法塊”
27 diff = System.currentTimeMillis() - start; // 獲取“時間差值”
28 System.out.println("synBlock() : "+ diff);
29 }
30 }
(某一次)執行結果：
synMethod() : 11
synBlock() : 3
4. 實例鎖 和 全局鎖
**實例鎖 **-- 鎖在某一個實例對象上。如果該類是單例，那么該鎖也具有全局鎖的概念。 實例鎖對應的就是synchronized關鍵字。
全局鎖 -- 該鎖針對的是類，無論實例多少個對象，那么線程都共享該鎖。 全局鎖對應的就是static synchronized（或者是鎖在該類的class或者classloader對象上）。
關于“實例鎖”和“全局鎖”有一個很形象的例子：
pulbic class Something {
public synchronized void isSyncA(){}
public synchronized void isSyncB(){}
public static synchronized void cSyncA(){}
public static synchronized void cSyncB(){}
}
假設，Something有兩個實例x和y。分析下面4組表達式獲取的鎖的情況。
(01) x.isSyncA()與x.isSyncB()
(02) x.isSyncA()與y.isSyncA()
(03) x.cSyncA()與y.cSyncB()
(04) x.isSyncA()與Something.cSyncA()
(01) 不能被同時訪問。因為isSyncA()和isSyncB()都是訪問同一個對象(對象x)的同步鎖！
1 // LockTest1.java的源碼
2 class Something {
3 public synchronized void isSyncA(){
4 try {
5 for (int i = 0; i < 5; i++) {
6 Thread.sleep(100); // 休眠100ms
7 System.out.println(Thread.currentThread().getName()+" : isSyncA");
8 }
9 }catch (InterruptedException ie) {
10 }
11 }
12 public synchronized void isSyncB(){
13 try {
14 for (int i = 0; i < 5; i++) {
15 Thread.sleep(100); // 休眠100ms
16 System.out.println(Thread.currentThread().getName()+" : isSyncB");
17 }
18 }catch (InterruptedException ie) {
19 }
20 }
21 }
22
23 public class LockTest1 {
24
25 Something x = new Something();
26 Something y = new Something();
27
28 // 比較(01) x.isSyncA()與x.isSyncB()
29 private void test1() {
30 // 新建t11, t11會調用 x.isSyncA()
31 Thread t11 = new Thread(
32 new Runnable() {
33 @Override
34 public void run() {
35 x.isSyncA();
36 }
37 }, "t11");
38
39 // 新建t12, t12會調用 x.isSyncB()
40 Thread t12 = new Thread(
41 new Runnable() {
42 @Override
43 public void run() {
44 x.isSyncB();
45 }
46 }, "t12");
47
48
49 t11.start(); // 啟動t11
50 t12.start(); // 啟動t12
51 }
52
53 public static void main(String[] args) {
54 LockTest1 demo = new LockTest1();
55 demo.test1();
56 }
57 }
運行結果：
t11 : isSyncA
t11 : isSyncA
t11 : isSyncA
t11 : isSyncA
t11 : isSyncA
t12 : isSyncB
t12 : isSyncB
t12 : isSyncB
t12 : isSyncB
t12 : isSyncB
(02) 可以同時被訪問。因為訪問的不是同一個對象的同步鎖，x.isSyncA()訪問的是x的同步鎖，而y.isSyncA()訪問的是y的同步鎖。
1 // LockTest2.java的源碼 2 class Something { 3 public synchronized void isSyncA(){ 4 try { 5 for (int i = 0; i < 5; i++) { 6 Thread.sleep(100); // 休眠100ms 7 System.out.println(Thread.currentThread().getName()+" : isSyncA"); 8 } 9 }catch (InterruptedException ie) { 10 } 11 }12 public synchronized void isSyncB(){13 try { 14 for (int i = 0; i < 5; i++) {15 Thread.sleep(100); // 休眠100ms16 System.out.println(Thread.currentThread().getName()+" : isSyncB");17 }18 }catch (InterruptedException ie) { 19 } 20 }21 public static synchronized void cSyncA(){22 try { 23 for (int i = 0; i < 5; i++) {24 Thread.sleep(100); // 休眠100ms25 System.out.println(Thread.currentThread().getName()+" : cSyncA");26 } 27 }catch (InterruptedException ie) { 28 } 29 }30 public static synchronized void cSyncB(){31 try { 32 for (int i = 0; i < 5; i++) {33 Thread.sleep(100); // 休眠100ms34 System.out.println(Thread.currentThread().getName()+" : cSyncB");35 } 36 }catch (InterruptedException ie) { 37 } 38 }39 }40 41 public class LockTest2 {42 43 Something x = new Something();44 Something y = new Something();45 46 // 比較(02) x.isSyncA()與y.isSyncA()47 private void test2() {48 // 新建t21, t21會調用 x.isSyncA()49 Thread t21 = new Thread(50 new Runnable() {51 @Override52 public void run() {53 x.isSyncA();54 }55 }, "t21");56 57 // 新建t22, t22會調用 x.isSyncB()58 Thread t22 = new Thread(59 new Runnable() {60 @Override61 public void run() {62 y.isSyncA();63 }64 }, "t22"); 65 66 67 t21.start(); // 啟動t2168 t22.start(); // 啟動t2269 }70 71 public static void main(String[] args) {72 LockTest2 demo = new LockTest2();73 74 demo.test2();75 }76 }
運行結果：
t21 : isSyncA
t22 : isSyncA
t21 : isSyncA
t22 : isSyncA
t21 : isSyncA
t22 : isSyncA
t21 : isSyncA
t22 : isSyncA
t21 : isSyncA
t22 : isSyncA
(03) 不能被同時訪問。因為cSyncA()和cSyncB()都是static類型，x.cSyncA()相當于Something.isSyncA()，y.cSyncB()相當于Something.isSyncB()，因此它們共用一個同步鎖，不能被同時反問。
1 // LockTest3.java的源碼 2 class Something { 3 public synchronized void isSyncA(){ 4 try { 5 for (int i = 0; i < 5; i++) { 6 Thread.sleep(100); // 休眠100ms 7 System.out.println(Thread.currentThread().getName()+" : isSyncA"); 8 } 9 }catch (InterruptedException ie) { 10 } 11 }12 public synchronized void isSyncB(){13 try { 14 for (int i = 0; i < 5; i++) {15 Thread.sleep(100); // 休眠100ms16 System.out.println(Thread.currentThread().getName()+" : isSyncB");17 }18 }catch (InterruptedException ie) { 19 } 20 }21 public static synchronized void cSyncA(){22 try { 23 for (int i = 0; i < 5; i++) {24 Thread.sleep(100); // 休眠100ms25 System.out.println(Thread.currentThread().getName()+" : cSyncA");26 } 27 }catch (InterruptedException ie) { 28 } 29 }30 public static synchronized void cSyncB(){31 try { 32 for (int i = 0; i < 5; i++) {33 Thread.sleep(100); // 休眠100ms34 System.out.println(Thread.currentThread().getName()+" : cSyncB");35 } 36 }catch (InterruptedException ie) { 37 } 38 }39 }40 41 public class LockTest3 {42 43 Something x = new Something();44 Something y = new Something();45 46 // 比較(03) x.cSyncA()與y.cSyncB()47 private void test3() {48 // 新建t31, t31會調用 x.isSyncA()49 Thread t31 = new Thread(50 new Runnable() {51 @Override52 public void run() {53 x.cSyncA();54 }55 }, "t31");56 57 // 新建t32, t32會調用 x.isSyncB()58 Thread t32 = new Thread(59 new Runnable() {60 @Override61 public void run() {62 y.cSyncB();63 }64 }, "t32"); 65 66 67 t31.start(); // 啟動t3168 t32.start(); // 啟動t3269 }70 71 public static void main(String[] args) {72 LockTest3 demo = new LockTest3();73 74 demo.test3();75 }76 }
運行結果：
t31 : cSyncA
t31 : cSyncA
t31 : cSyncA
t31 : cSyncA
t31 : cSyncA
t32 : cSyncB
t32 : cSyncB
t32 : cSyncB
t32 : cSyncB
t32 : cSyncB
(04) 可以被同時訪問。因為isSyncA()是實例方法，x.isSyncA()使用的是對象x的鎖；而cSyncA()是靜態方法，Something.cSyncA()可以理解對使用的是“類的鎖”。因此，它們是可以被同時訪問的。
1 // LockTest4.java的源碼 2 class Something { 3 public synchronized void isSyncA(){ 4 try { 5 for (int i = 0; i < 5; i++) { 6 Thread.sleep(100); // 休眠100ms 7 System.out.println(Thread.currentThread().getName()+" : isSyncA"); 8 } 9 }catch (InterruptedException ie) { 10 } 11 }12 public synchronized void isSyncB(){13 try { 14 for (int i = 0; i < 5; i++) {15 Thread.sleep(100); // 休眠100ms16 System.out.println(Thread.currentThread().getName()+" : isSyncB");17 }18 }catch (InterruptedException ie) { 19 } 20 }21 public static synchronized void cSyncA(){22 try { 23 for (int i = 0; i < 5; i++) {24 Thread.sleep(100); // 休眠100ms25 System.out.println(Thread.currentThread().getName()+" : cSyncA");26 } 27 }catch (InterruptedException ie) { 28 } 29 }30 public static synchronized void cSyncB(){31 try { 32 for (int i = 0; i < 5; i++) {33 Thread.sleep(100); // 休眠100ms34 System.out.println(Thread.currentThread().getName()+" : cSyncB");35 } 36 }catch (InterruptedException ie) { 37 } 38 }39 }40 41 public class LockTest4 {42 43 Something x = new Something();44 Something y = new Something();45 46 // 比較(04) x.isSyncA()與Something.cSyncA()47 private void test4() {48 // 新建t41, t41會調用 x.isSyncA()49 Thread t41 = new Thread(50 new Runnable() {51 @Override52 public void run() {53 x.isSyncA();54 }55 }, "t41");56 57 // 新建t42, t42會調用 x.isSyncB()58 Thread t42 = new Thread(59 new Runnable() {60 @Override61 public void run() {62 Something.cSyncA();63 }64 }, "t42"); 65 66 67 t41.start(); // 啟動t4168 t42.start(); // 啟動t4269 }70 71 public static void main(String[] args) {72 LockTest4 demo = new LockTest4();73 74 demo.test4();75 }76 }
運行結果：
t41 : isSyncA
t42 : cSyncA
t41 : isSyncA
t42 : cSyncA
t41 : isSyncA
t42 : cSyncA
t41 : isSyncA
t42 : cSyncA
t41 : isSyncA
t42 : cSyncA
