Java 多執行緒之synchronized關鍵字詳解

多執行緒的同步機制對資源進行加鎖，使得在同一個時間，只有一個執行緒可以進行操作，同步用以解決多個執行緒同時訪問時可能出現的問題。

同步機制可以使用synchronized關鍵字實現。

當synchronized關鍵字修飾一個方法的時候，該方法叫做同步方法。

當synchronized方法執行完或發生異常時，會自動釋放鎖。

下面通過一個例子來對synchronized關鍵字的用法進行解析。

1，是否使用synchronized關鍵字的不同

是否在execute()方法前加上synchronized關鍵字，這個例子程式的執行結果會有很大的不同。

如果不加synchronized關鍵字，則兩個執行緒同時執行execute()方法，輸出是兩組併發的。

如果加上synchronized關鍵字，則會先輸出一組0到9，然後再輸出下一組，說明兩個執行緒是順次執行的。

2.多個方法的多執行緒情況

將程式改動一下，Example類中再加入一個方法execute2()。

之後再寫一個執行緒類Thread2，Thread2中的run()方法執行的是execute2()。Example類中的兩個方法都是被synchronized關鍵字修飾的。

如果去掉synchronized關鍵字，則兩個方法併發執行，並沒有相互影響。

但是如例子程式中所寫，即便是兩個方法：

執行結果永遠是執行完一個執行緒的輸出再執行另一個執行緒的。

說明：

如果一個物件有多個synchronized方法，某一時刻某個執行緒已經進入到了某個synchronized方法，那麼在該方法沒有執行完畢前，其他執行緒是無法訪問該物件的任何synchronized方法的。

結論：

當synchronized關鍵字修飾一個方法的時候，該方法叫做同步方法。

Java中的每個物件都有一個鎖（lock），或者叫做監視器（monitor），當一個執行緒訪問某個物件的synchronized方法時，將該物件上鎖，其他任何執行緒都無法再去訪問該物件的synchronized方法了（這裡是指所有的'同步方法，而不僅僅是同一個方法），直到之前的那個執行緒執行方法完畢後（或者是丟擲了異常），才將該物件的鎖釋放掉，其他執行緒才有可能再去訪問該物件的synchronized方法。

注意這時候是給物件上鎖，如果是不同的物件，則各個物件之間沒有限制關係。

嘗試在程式碼中構造第二個執行緒物件時傳入一個新的Example物件，則兩個執行緒的執行之間沒有什麼制約關係。

3.考慮靜態的同步方法

當一個synchronized關鍵字修飾的方法同時又被static修飾，之前說過，非靜態的同步方法會將物件上鎖，但是靜態方法不屬於物件，而是屬於類，它會將這個方法所在的類的Class物件上鎖。

一個類不管生成多少個物件，它們所對應的是同一個Class物件。

所以如果是靜態方法的情況（execute()和execute2()都加上static關鍵字），即便是向兩個執行緒傳入不同的Example物件，這兩個執行緒仍然是互相制約的，必須先執行完一個，再執行下一個。

結論：

如果某個synchronized方法是static的，那麼當執行緒訪問該方法時，它鎖的並不是synchronized方法所在的物件，而是synchronized方法所在的類所對應的Class物件。Java中，無論一個類有多少個物件，這些物件會對應唯一一個Class物件，因此當執行緒分別訪問同一個類的兩個物件的兩個static，synchronized方法時，它們的執行順序也是順序的，也就是說一個執行緒先去執行方法，執行完畢後另一個執行緒才開始。

4. synchronized塊

synchronized塊寫法：

synchronized(object)

{

}

表示執行緒在執行的時候會將object物件上鎖。（注意這個物件可以是任意類的物件，也可以使用this關鍵字）。

這樣就可以自行規定上鎖物件。

例子程式4所達到的效果和例子程式2的效果一樣，都是使得兩個執行緒的執行順序進行，而不是併發進行，當一個執行緒執行時，將object物件鎖住，另一個執行緒就不能執行對應的塊。

synchronized方法實際上等同於用一個synchronized塊包住方法中的所有語句，然後在synchronized塊的括號中傳入this關鍵字。當然，如果是靜態方法，需要鎖定的則是class物件。

可能一個方法中只有幾行程式碼會涉及到執行緒同步問題，所以synchronized塊比synchronized方法更加細粒度地控制了多個執行緒的訪問，只有synchronized塊中的內容不能同時被多個執行緒所訪問，方法中的其他語句仍然可以同時被多個執行緒所訪問（包括synchronized塊之前的和之後的）。

注意：被synchronized保護的資料應該是私有的。

結論：

synchronized方法是一種粗粒度的併發控制，某一時刻，只能有一個執行緒執行該synchronized方法；

synchronized塊則是一種細粒度的併發控制，只會將塊中的程式碼同步，位於方法內、synchronized塊之外的其他程式碼是可以被多個執行緒同時訪問到的。

JDK 5.0的併發包

使用synchronized關鍵字解決執行緒的同步問題會帶來一些執行效率上的問題。

JDK1.4及之前是無法避免這些問題的。