在Java多线程编程中,synchronized关键字扮演着至关重要的角色,它提供了一种内置的同步机制,用于控制对共享资源的并发访问,保证了数据的原子性、可见性和有序性。本文将深入探讨synchronized的多种加锁方式,并通过代码示例加以说明,帮助读者彻底理解其精髓。
1. synchronized的加锁方式概览
Java中的synchronized主要有以下几种加锁方式:
- 修饰实例方法
- 修饰静态方法
- 同步代码块
- 同步类
接下来,我们将逐一分析这些加锁方式,并通过代码实例展示它们的应用。
2. 实例方法加锁
当synchronized修饰一个非静态方法时,它会锁定当前实例对象。这意味着在同一时间只有一个线程能访问这个实例的任何synchronized方法。
代码示例:
public class SynchronizedExample {
public synchronized void method1() {
// 方法体
}
public synchronized void method2() {
// 方法体
}
}
在这个例子中,method1和method2因为都被synchronized修饰,所以如果一个线程正在执行method1,那么其他任何线程都不能同时执行method1或method2。
3. 静态方法加锁
当synchronized修饰一个静态方法时,它锁定的是类的Class对象,这意味着无论创建了多少个该类的实例,所有实例的静态方法都会被同一把锁控制,互斥访问。
代码示例:
public class SynchronizedStaticExample {
public static synchronized void staticMethod() {
// 方法体
}
}
在上述代码中,staticMethod被所有SynchronizedStaticExample的实例共享一把锁,无论哪个实例调用该方法,都会阻止其他实例同时调用。
4. 同步代码块
synchronized还可以用于代码块,这种方式允许开发者更细粒度地控制锁的范围,可以指定锁对象,比如this或类的Class对象。
代码示例:
public class SynchronizedBlockExample {
private Object lock = new Object();
public void blockMethod() {
synchronized(lock) {
// 方法体
}
}
}
在这个例子中,lock对象作为锁,只保护了blockMethod方法内的特定代码块,使得其他未同步的代码可以并发执行,提高了程序的并发能力。
5. 同步类(概念澄清)
虽然提到synchronized可以修饰类,但通常指的是同步静态方法或同步代码块中使用类的Class对象作为锁的情况。直接修饰类来实现同步整个类的用法并不常见,也容易引起混淆。正确的理解应是通过类的Class对象作为锁来控制对类级别资源的访问。
6. synchronized的高级特性
- 锁升级机制:Java中的
synchronized在不同的JDK版本中经历了优化,包括偏向锁、轻量级锁和重量级锁的转换,以适应不同场景下的性能需求。 - 不可中断性:一旦线程获得了
synchronized锁,它将一直持有直到完成操作或抛出异常,期间不能被中断。 - 可见性和有序性:
synchronized确保了锁的持有者能看到之前对变量的修改,并且保证了指令的执行顺序。
结论
synchronized是Java并发编程中的基石之一,通过不同的加锁方式,开发者可以有效地控制对共享资源的访问,防止数据竞争和不一致性问题。理解并正确应用synchronized的不同加锁策略,是构建高性能、高并发Java应用程序的关键。通过上述示例和解释,希望能帮助你更加深刻地掌握synchronized的使用技巧。