目录
  • 用法简介
  • 1、修饰普通方法
  • 2、修饰静态方法
    • 修饰普通方法 VS 修饰静态方法
  • 3、修饰代码块
    • this VS class
  • 总结

    前言:

    在 Java 语言中,保证线程安全性的主要手段是加锁,而 Java 中的锁主要有两种:synchronized 和 Lock,我们今天重点来看一下 synchronized 的几种用法。

    用法简介

    使用 synchronized 无需手动执行加锁和释放锁的操作,我们只需要声明 synchronized 关键字就可以了,JVM 层面会帮我们自动的进行加锁和释放锁的操作。 synchronized 可用于修饰普通方法、静态方法和代码块,接下来我们分别来看。

    1、修饰普通方法

    synchronized 修饰普通方法的用法如下:

    /**
     * synchronized 修饰普通方法
     */
    public synchronized void method() {
        // ....
    }

    当 synchronized 修饰普通方法时,被修饰的方法被称为同步方法,其作用范围是整个方法,作用的对象是调用这个方法的对象。

    2、修饰静态方法

    synchronized 修饰静态方法和修饰普通方法类似,它的用法如下:

    /**
     * synchronized 修饰静态方法
     */
    public static synchronized void staticMethod() {
        // .......
    }

    当 synchronized 修饰静态方法时,其作用范围是整个程序,这个锁对于所有调用这个锁的对象都是互斥的。

    所谓的互斥,指的是同一时间只能有一个线程能使用,其他线程只能排队等待。

    修饰普通方法 VS 修饰静态方法

    synchronized 修饰普通方法和静态方法看似相同,但二者完全不同,对于静态方法来说 synchronized 加锁是全局的,也就是整个程序运行期间,所有调用这个静态方法的对象都是互斥的,而普通方法是针对对象级别的,不同的对象对应着不同的锁,比如以下代码,同样是调用两次方法,但锁的获取完全不同

    实现代码如下:

    import java.time.LocalDateTime;
    import java.util.concurrent.ExecutorService;
    import java.util.concurrent.Executors;
    import java.util.concurrent.TimeUnit;
    public class SynchronizedUsage {
        public static void main(String[] args) throws InterruptedException {
            // 创建线程池同时执行任务
            ExecutorService threadPool = Executors.newFixedThreadPool(10);
    
            // 执行两次静态方法
            threadPool.execute(() -> {
                staticMethod();
            });
            threadPool.execute(() -> {
                staticMethod();
            });
            // 执行两次普通方法
            threadPool.execute(() -> {
                SynchronizedUsage usage = new SynchronizedUsage();
                usage.method();
            });
            threadPool.execute(() -> {
                SynchronizedUsage usage2 = new SynchronizedUsage();
                usage2.method();
            });
        }
    
        /**
         * synchronized 修饰普通方法
         * 本方法的执行需要 3s(因为有 3s 的休眠时间)
         */
        public synchronized void method() {
            System.out.println("普通方法执行时间:" + LocalDateTime.now());
            try {
                // 休眠 3s
                TimeUnit.SECONDS.sleep(3);
            } catch (InterruptedException e) {
                e.printStackTrace();
            }
        }
    
        /**
         * synchronized 修饰静态方法
         * 本方法的执行需要 3s(因为有 3s 的休眠时间)
         */
        public static synchronized void staticMethod() {
            System.out.println("静态方法执行时间:" + LocalDateTime.now());
            try {
                // 休眠 3s
                TimeUnit.SECONDS.sleep(3);
            } catch (InterruptedException e) {
                e.printStackTrace();
            }
        }
    }

    以上程序的执行结果如下: 

    Java中synchronized的几种使用方法

     从上述结果可以看出,静态方法加锁是全局的,针对的是所有调用者;而普通方法加锁是对象级别的,不同的对象拥有的锁也不同。

    3、修饰代码块

    我们在日常开发中,最常用的是给代码块加锁,而不是给方法加锁,因为给方法加锁,相当于给整个方法全部加锁,这样的话锁的粒度就太大了,程序的执行性能就会受到影响,所以通常情况下,我们会使用 synchronized 给代码块加锁,

    它的实现语法如下:

    public void classMethod() throws InterruptedException {
        // 前置代码...
        // 加锁代码
        synchronized (SynchronizedUsage.class) {
            // ......
        }
        // 后置代码...
    }

    从上述代码我们可以看出,相比于修饰方法,修饰代码块需要自己手动指定加锁对象,加锁的对象通常使用 this 或 xxx.class 这样的形式来表示,比如以下代码:

    // 加锁某个类
    synchronized (SynchronizedUsage.class) {
        // ......
    }
    
    // 加锁当前类对象
    synchronized (this) {
        // ......
    }

    this VS class

    使用 synchronized 加锁 this 和 xxx.class 是完全不同的,当加锁 this 时,表示用当前的对象进行加锁,每个对象都对应了一把锁;而当使用 xxx.class 加锁时,表示使用某个类(而非类实例)来加锁,它是应用程序级别的,是全局生效的,

    如以下代码所示:

    import java.time.LocalDateTime;
    import java.util.concurrent.ExecutorService;
    import java.util.concurrent.Executors;
    import java.util.concurrent.TimeUnit;
    
    public class SynchronizedUsageBlock {
        public static void main(String[] args) throws InterruptedException {
            // 创建线程池同时执行任务
            ExecutorService threadPool = Executors.newFixedThreadPool(10);
    
            // 执行两次 synchronized(this)
            threadPool.execute(() -> {
                SynchronizedUsageBlock usage = new SynchronizedUsageBlock();
                usage.thisMethod();
            });
            threadPool.execute(() -> {
                SynchronizedUsageBlock usage2 = new SynchronizedUsageBlock();
                usage2.thisMethod();
            });
    
            // 执行两次 synchronized(xxx.class)
            threadPool.execute(() -> {
                SynchronizedUsageBlock usage3 = new SynchronizedUsageBlock();
                usage3.classMethod();
            });
            threadPool.execute(() -> {
                SynchronizedUsageBlock usage4 = new SynchronizedUsageBlock();
                usage4.classMethod();
            });
        }
    
        /**
         * synchronized(this) 加锁
         * 本方法的执行需要 3s(因为有 3s 的休眠时间)
         */
        public void thisMethod() {
            synchronized (this) {
                System.out.println("synchronized(this) 加锁:" + LocalDateTime.now());
                try {
                    // 休眠 3s
                    TimeUnit.SECONDS.sleep(3);
                } catch (InterruptedException e) {
                    e.printStackTrace();
                }
            }
        }
    
        /**
         * synchronized(xxx.class) 加锁
         * 本方法的执行需要 3s(因为有 3s 的休眠时间)
         */
        public void classMethod() {
            synchronized (SynchronizedUsageBlock.class) {
                System.out.println("synchronized(xxx.class) 加锁:" + LocalDateTime.now());
                try {
                    // 休眠 3s
                    TimeUnit.SECONDS.sleep(3);
                } catch (InterruptedException e) {
                    e.printStackTrace();
                }
            }
        }
    }

    以上程序的执行结果如下: 

    Java中synchronized的几种使用方法

    总结

    synchronized 用 3 种用法,用它可以来修饰普通方法、静态方法和代码块,其中最常用的是修饰代码块,而修饰代码块时需要指定一个加锁对象,这个加锁对象通常使用 this 或 xxx.class 来表示,当使用 this 时,表示使用当前对象来加锁,而使用 class 时,表示表示使用某个类(非类对象实例)来加锁,它是全局生效的。

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