Java线程和多线程（十四）——Synchronized关键字解析

Posted 2022-04-15 EthanPark

曾经有一个比较有趣的面试问题，那就是，关于使用synchronized关键字，是用在方法上面尾号，还是用在一个代码块上面为好？

答案就是使用锁定代码块为更好。因为这样不会锁定对象。当synchronized关键字在实例方法的上面时，线程对于该方法的访问会直接锁定整个对象，参考如下代码：

class Sync 
   public synchronized void syncMethod() 
      System.out.println("Sync Method Executed");
   

   public void syncThis() 
      synchronized (this) 
         System.out.println("Sync This Executed");
      
   

上面的类中，syncMethod()和syncThis()方法，是没有区别的。为了验证这个说法，参考如下代码：

package net.ethanpark.common.task;

/**
 * Author: EthanPark <br/>
 * Date: 2016/11/27<br/>
 */
public class SyncTest 
   public static void main(String[] args) 
      Sync sync = new Sync();

      Thread t1 = new Thread(new Runnable() 
         @Override
         public void run() 
            sync.syncMethod();
         
      );

      Thread t2 = new Thread(new Runnable() 
         @Override
         public void run() 
            sync.syncThis();
         
      );

      t1.start();
      t2.start();
   


class Sync 
   public synchronized void syncMethod() 
      System.out.println("Sync Method Start To Executed");
      try 
         Thread.sleep(5000);
       catch (InterruptedException e) 
         e.printStackTrace();
      
      System.out.println("Sync Method Executed");
   

   public void syncThis() 
      synchronized (this) 
         System.out.println("Sync This Executed");
      
   

再说上面的代码中，我启动了两个线程，分别执行syncMethod()和syncThis()方法，其中syncMethod()方法会等待5秒，然后才执行结束。以下是输出的结果：

Sync Method Start To Executed
Sync Method Executed
Sync This Executed

t1和t2是先后启动的，如果syncMethod()方法没有锁定Sync对象的话，syncThis()方法肯定会更优先的执行，但是syncThis()方法从输出来看，在获取this对象的锁的时候，阻塞了，直到syncMethod()全部执行完毕才开始执行，所以才有如上的输出。

在考虑前面那个问题就清晰了，synchronized直接加在方法上面，会锁定整个对象，也就是说，如果对象中有一些字段是不需要同时来同步的，synchronized关键字也会阻止其他线程来获取该对象的锁，从而令其他线程阻塞而无法达到高吞吐量。

当然，synchronized关键字对对象加锁，也只有其他对象也在请求对象锁的时候才会阻塞的，如果其他对象不需要请求对象锁，而是直接访问非同步变量，还是允许的。针对之前的代码我增加了一个新的线程和一个新的方法notSyncMethod():

package net.ethanpark.common.task;

/**
 * Author: EthanPark <br/>
 * Date: 2016/11/27<br/>
 */
public class SyncTest 
   public static void main(String[] args) 
      Sync sync = new Sync();

      Thread t1 = new Thread(new Runnable() 
         @Override
         public void run() 
            sync.syncMethod();
         
      );

      Thread t2 = new Thread(new Runnable() 
         @Override
         public void run() 
            sync.syncThis();
         
      );

      Thread t3 = new Thread(new Runnable() 
         @Override
         public void run() 
            sync.notSyncMethod();
         
      );

      t1.start();
      t2.start();
      t3.start();
   


class Sync 
   public synchronized void syncMethod() 
      System.out.println("Sync Method Start To Executed");
      try 
         Thread.sleep(5000);
       catch (InterruptedException e) 
         e.printStackTrace();
      
      System.out.println("Sync Method Executed");
   

   public void syncThis() 
      synchronized (this) 
         System.out.println("Sync This Executed");
      
   

   public void notSyncMethod()
      System.out.println("Not Sync Method Executed");
   

程序的输出如下：

Sync Method Start To Executed
Not Sync Method Executed
Sync Method Executed
Sync This Executed

从第一行输出来看，t1其实已经获得了sync对象的对象锁，但是notSyncMethod()方法仍然是可以执行的。

需要注意的是，synchronized方法也是可以加在静态方法上面的。然而加在静态方法上面和加在实例方法上面，两者是不会使得线程互斥的。原因很简单，针对实例方法同步，我们请求的是对象锁，而静态方法的访问，是不针对对象的，所以两者是不会冲突的。针对静态方法的同步，实际上跟针对类型的同步是一致的。参考如下代码：

package net.ethanpark.common.task;

/**
 * Author: EthanPark <br/>
 * Date: 2016/11/27<br/>
 */
public class SyncTest 
   public static void main(String[] args) 
      Sync sync = new Sync();

      Thread t1 = new Thread(new Runnable() 
         @Override
         public void run() 
            sync.syncMethod();
         
      );

      Thread t2 = new Thread(new Runnable() 
         @Override
         public void run() 
            Sync.staticSyncMethod();
         
      );

      Thread t3 = new Thread(new Runnable() 
         @Override
         public void run() 
            Sync.staticTypeMethod();
         
      );

      t1.start();
      t2.start();
      t3.start();
   


class Sync 
   public synchronized void syncMethod() 
      System.out.println("Sync Method Start To Executed");
      try 
         Thread.sleep(5000);
       catch (InterruptedException e) 
         e.printStackTrace();
      
      System.out.println("Sync Method Executed");
   

   public synchronized static void staticSyncMethod()
      System.out.println("Static Sync Method Start To Executed");
      try 
         Thread.sleep(2000);
       catch (InterruptedException e) 
         e.printStackTrace();
      
      System.out.println("Static Sync Method Executed");
   

   public static void staticTypeMethod()
      synchronized (Sync.class)
         System.out.println("Static Sync Type Executed");
      
   

上面代码的输出如下：

Sync Method Start To Executed
Static Sync Method Start To Executed
Static Sync Method Executed
Static Sync Type Executed
Sync Method Executed

可以看出，在staticSyncMethod()和staticTypeMethod()两者是等同的，当staticSyncMethod()执行的时候，staticTypeMethod()是阻塞的。而两个静态的方法，跟实例的方法是完全互不影响的。