浅析java并发中的Synchronized关键词
如果在多线程的环境中，我们经常会遇到资源竞争的情况，比如多个线程要去同时修改同一个共享变量，这时候，就需要对资源的访问方法进行一定的处理，保证同一时间只有一个线程访问。
java提供了synchronized关键字，方便我们实现上述操作。
为什么要同步
我们举个例子，我们创建一个类，提供了一个setSum的方法：
publicclassSynchronizedMethods{
privateintsum=0;
publicvoidcalculate(){
setSum(getSum()+1);
}
}
如果我们在多线程的环境中调用这个calculate方法：
@Test
publicvoidgivenMultiThread_whenNonSyncMethod()throwsInterruptedException{
ExecutorServiceservice=Executors.newFixedThreadPool(3);
SynchronizedMethodssummation=newSynchronizedMethods();
IntStream.range(0,1000)
.forEach(count->service.submit(summation::calculate));
service.shutdown();
service.awaitTermination(1000,TimeUnit.MILLISECONDS);
assertEquals(1000,summation.getSum());
}
按照上面的方法，我们预计要返回1000，但是实际上基本不可能得到1000这个值，因为在多线程环境中，对同一个资源进行同时操作带来的不利影响。
那我们怎么才能够建线程安全的环境呢？
Synchronized关键词
java提供了多种线程安全的方法，本文主要讲解Synchronized关键词，Synchronized关键词可以有很多种形式：
- Instancemethods
- Staticmethods
- Codeblocks
当我们使用synchronized时，java会在相应的对象上加锁，从而在同一个对象等待锁的方法都必须顺序执行，从而保证了线程的安全。
SynchronizedInstanceMethods
Synchronized关键词可以放在实例方法的前面：
publicsynchronizedvoidsynchronisedCalculate(){
setSum(getSum()+1);
}
看下调用结果：
@Test
publicvoidgivenMultiThread_whenMethodSync(){
ExecutorServiceservice=Executors.newFixedThreadPool(3);
SynchronizedMethodsmethod=newSynchronizedMethods();
IntStream.range(0,1000)
.forEach(count->service.submit(method::synchronisedCalculate));
service.awaitTermination(1000,TimeUnit.MILLISECONDS);
assertEquals(1000,method.getSum());
}
这里synchronized将会锁住该方法的实例对象，多个线程中只有获得该实例对象锁的线程才能够执行。
SynchronizedStaticMethods
Synchronized关键词也可以用在static方法前面：
publicstaticsynchronizedvoidsyncStaticCalculate(){
staticSum=staticSum+1;
}
Synchronized放在static方法前面和实例方法前面锁住的对象不同。放在static方法前面锁住的对象是这个Class本身，因为一个Class在JVM中只会存在一个，所以不管有多少该Class的实例，在同一时刻只会有一个线程可以执行该放方法。
@Test
publicvoidgivenMultiThread_whenStaticSyncMethod()throwsInterruptedException{
ExecutorServiceservice=Executors.newCachedThreadPool();
IntStream.range(0,1000)
.forEach(count->
service.submit(SynchronizedMethods::syncStaticCalculate));
service.shutdown();
service.awaitTermination(100,TimeUnit.MILLISECONDS);
assertEquals(1000,SynchronizedMethods.staticSum);
}
SynchronizedBlocks
有时候，我们可能不需要Synchronize整个方法，而是同步其中的一部分，这时候，我们可以使用SynchronizedBlocks：
publicvoidperformSynchronizedTask(){
synchronized(this){
setSum(getSum()+1);
}
}
我们看下怎么测试：
@Test
publicvoidgivenMultiThread_whenBlockSync()throwsInterruptedException{
ExecutorServiceservice=Executors.newFixedThreadPool(3);
SynchronizedMethodssynchronizedBlocks=newSynchronizedMethods();
IntStream.range(0,1000)
.forEach(count->
service.submit(synchronizedBlocks::performSynchronizedTask));
service.shutdown();
service.awaitTermination(100,TimeUnit.MILLISECONDS);
assertEquals(1000,synchronizedBlocks.getSum());
}
上面我们同步的是实例，如果在静态方法中，我们也可以同步class：
publicstaticvoidperformStaticSyncTask(){
synchronized(SynchronizedMethods.class){
staticSum=staticSum+1;
}
}
我们看下怎么测试：
@Test
publicvoidgivenMultiThread_whenStaticSyncBlock()throwsInterruptedException{
ExecutorServiceservice=Executors.newCachedThreadPool();
IntStream.range(0,1000)
.forEach(count->
service.submit(SynchronizedMethods::performStaticSyncTask));
service.shutdown();
service.awaitTermination(100,TimeUnit.MILLISECONDS);
assertEquals(1000,SynchronizedMethods.staticSum);
}
本文的例子可以参考https://github.com/ddean2009/learn-java-concurrency/tree/master/Synchronized
ps：synchronized关键字的作用域有二种：
1)是某个对象实例内，synchronizedaMethod(){}可以防止多个线程同时访问这个对象的synchronized方法(如果一个对象有多个synchronized方法，只要一个线程访问了其中的一个synchronized方法，其它线程不能同时访问这个对象中任何一个synchronized方法)。这时，不同的对象实例的synchronized方法是不相干扰的。也就是说，其它线程照样可以同时访问相同类的另一个对象实例中的synchronized方法;
总的来说，这种情况，锁就是这个方法所在的对象
2)是某个类的范围，synchronizedstaticaStaticMethod{}防止多个线程同时访问这个类中的synchronizedstatic方法。它可以对类的所有对象实例起作用。此时锁就是这个class
总结
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