Java中如何使用synchronized关键字控制并发

synchronized通过锁机制保障线程安全:1. 修饰实例方法时锁当前对象(this),同一实例的方法调用互斥;2. 修饰静态方法时锁类的Class对象,所有实例共享该锁;3. synchronized代码块可指定锁对象,提升灵活性与性能;4. 基于监视器锁实现,具备可重入性、自动释放、内存可见性,但需注意避免过度同步以减少阻塞。

在Java中,synchronized关键字是控制多线程并发访问共享资源的核心机制之一。它能确保同一时刻只有一个线程可以执行某个方法或代码块,从而防止数据竞争和不一致问题。

1. synchronized修饰实例方法

当synchronized修饰一个实例方法时,锁的是当前对象实例(即this)。这意味着多个线程访问同一个对象的该方法时会互斥。

示例:
public class Counter {
    private int count = 0;

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

    public int getCount() {
        return count;
    }
}

在这个例子中,如果两个线程同时调用同一个Counter实例的increment()方法,只有一个线程能进入方法,另一个必须等待。

2. synchronized修饰静态方法

静态方法属于类而不是实例,因此synchronized修饰静态方法时,锁的是该类的Class对象。这保证了所有该类的实例共用同一把锁。

示例:
public class StaticCounter {
    private static int count = 0;

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

即使多个线程操作不同的StaticCounter实例,它们仍然会因为类锁而互斥执行increment()方法。

3. synchronized代码块

有时你不需要同步整个方法,只需同步关键部分。这时可以用synchronized代码块,指定明确的锁对象,提高性能和灵活性。

示例:
public class BlockExample {
    private Object lock = new Object();
    private int value = 0;

    public void doSomething() {
        // 其他无需同步的操作
        synchronized (lock) {
            value++;
        }
        // 继续其他操作
    }
}

使用独立的锁对象(如lock)比锁this更安全,避免外部意外获取锁导致阻塞。

4. 锁的原理与注意事项

synchronized基于JVM内部的监视器锁(Monitor Lock),也称为内置锁(Intrinsic Lock)。每个Java对象都可以作为锁。

关键点:
  • 可重入:同一线程可多次获取同一把锁,不会死锁。
  • 自动释放:当线程执行完synchronized方法或代码块后,锁会自动释放,即使发生异常。
  • 内存可见性:synchronized不仅保证原子性,还保证变量修改对其他线程立即可见(通过happens-before规则)。
  • 性能影响:过度使用可能导致线程阻塞,应尽量缩小同步范围。

基本上就这些。合理使用synchronized能有效解决并发问题,关键是理解锁的对象是谁,以及是否真的需要同步整个方法。不复杂但容易忽略细节。