一个例子带你看懂Java中synchronized关键字到底怎么用

2022-11-13 17:11:23 例子带你看懂

前言

在平时开发中，synchronized关键字经常遇到，你知道synchronized怎么用吗？本文给大家介绍一下。

我们有两种方法使用同步：

使用同步方法
使用同步语句或块

使用同步方法

要使方法同步，只需将synchronized关键字添加到其声明中：

public class SynchronizedDemo {

    private int i = 0;

    public synchronized void add() {
        i++;
    }

    public synchronized void del() {
        i--;
    }

    public synchronized int getValue() {
        return i;
    }
}

如上代码显示，一共有三个同步方法：

add()
del()
getValue()

每个方法同一个对象同一时刻只会被调用一次，比如一个线程在调用add()时，其他线程都会被阻塞，直到第一个线程处理完add()方法。

使用同步语句或块

    public void del(int value){

        synchronized(this){
            this.i -= value;
        }
    }

如上代码，synchronized加在了一个{}代码前，这个就代表是一个同步代码块。

以上就是synchronized关键字两种使用方法，下面我们来简单的介绍一下同步相关的概念。

什么是同步？

同步是一个控制多个线程访问任何共享资源的进程，可以避免不一致的结果。使用同步的主要目的是避免线程的不一致行为，防止线程干扰。

在java中可以使用synchronized 关键字实现同步的效果，synchronized只能应用于方法和块，不能应用于变量和类。

为啥需要同步？

首先我们来看一段代码：

public class SynchronizedDemo {

    int i;

    public void increment() {
        i++;
    }

    public static void main(String[] args) {
        SynchronizedDemo synchronizedDemo = new SynchronizedDemo();
        synchronizedDemo.increment();
        System.out.println("计算值为：" + synchronizedDemo.i);
    }
}

每当调用increment()方法时计算值都会加1：

调用2次就会加2，调用3次就会加3，调用4次就会加4：

public class SynchronizedDemo {

    int i;

    public void increment() {
        i++;
    }

    public static void main(String[] args) {
        SynchronizedDemo synchronizedDemo = new SynchronizedDemo();
        synchronizedDemo.increment();
        synchronizedDemo.increment();
        synchronizedDemo.increment();
        synchronizedDemo.increment();
        System.out.println("计算值为：" + synchronizedDemo.i);
    }
}

现在我们扩展一下上面的例子，创建一个线程去调用10次increment()方法：

public class SynchronizedDemo {

    int i;

    public void increment() {
        i++;
    }

    public static void main(String[] args) {
        SynchronizedDemo synchronizedDemo = new SynchronizedDemo();
        Thread thread = new Thread(() -> {
            for (int i = 1; i <= 10; i++) {
                synchronizedDemo.increment();
            }
        });
        thread.start();
        try {
            thread.join();
        } catch (InterruptedException e) {
            e.printStackTrace();
        }
        System.out.println("计算值为：" + synchronizedDemo.i);
    }
}

此时计算的结果正如我们预料的那样，结果为10.

这是单线程的情况，一切都是如此的美好，但是事实真的如此吗？如果是多线程环境，会是什么样的？

下面我们来演示一下多线程的情况！

public class SynchronizedDemo {

    int i;

    public void increment() {
        i++;
    }

    public static void main(String[] args) {
        SynchronizedDemo synchronizedDemo = new SynchronizedDemo();

        Thread thread1 = new Thread(() -> {
            for (int i = 1; i <= 1000; i++) {
                synchronizedDemo.increment();
            }
        });

        Thread thread2 = new Thread(() -> {
            for (int i = 1; i <= 1000; i++) {
                synchronizedDemo.increment();
            }
        });

        thread1.start();
        thread2.start();
        try {
            thread1.join();
            thread2.join();
        } catch (InterruptedException e) {
            e.printStackTrace();
        }
        System.out.println("计算值为：" + synchronizedDemo.i);
    }
}

如上代码，我们创建了两个线程 thread1 和 thread2，每个线程调用1000次increment()，理论上最终打印的值应该是2000，因为thread1调用increment()1000次后值会变成1000，thread2调用increment()1000次后值会变成2000.

我们执行一下，看看结果：

结果和我们想的不一样，小于2000，我们再执行一下：

结果还是小于2000.

这是为什么呢？

因为多线程支持并行处理，因此，两个线程总是有可能同时获取计数器的值，因此都得到相同的计数器值，所以在这种情况下，不是递增计数器的值两次，只增加一次。

那么，如何避免这种情况呢？

使用 synchronized 关键字即可解决。

我们只需要将increment()方法加上synchronized就可以了：

public class SynchronizedDemo {

    int i;

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

    public static void main(String[] args) {
        SynchronizedDemo synchronizedDemo = new SynchronizedDemo();

        Thread thread1 = new Thread(() -> {
            for (int i = 1; i <= 1000; i++) {
                synchronizedDemo.increment();
            }
        });

        Thread thread2 = new Thread(() -> {
            for (int i = 1; i <= 1000; i++) {
                synchronizedDemo.increment();
            }
        });

        thread1.start();
        thread2.start();
        try {
            thread1.join();
            thread2.join();
        } catch (InterruptedException e) {
            e.printStackTrace();
        }
        System.out.println("计算值为：" + synchronizedDemo.i);
    }
}

这个时候我们再执行一下：

可以看到，值为2000.

我们把计算次数提高到10000次：

public class SynchronizedDemo {

    int i;

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

    public static void main(String[] args) {
        SynchronizedDemo synchronizedDemo = new SynchronizedDemo();

        Thread thread1 = new Thread(() -> {
            for (int i = 1; i <= 10000; i++) {
                synchronizedDemo.increment();
            }
        });

        Thread thread2 = new Thread(() -> {
            for (int i = 1; i <= 10000; i++) {
                synchronizedDemo.increment();
            }
        });

        thread1.start();
        thread2.start();
        try {
            thread1.join();
            thread2.join();
        } catch (InterruptedException e) {
            e.printStackTrace();
        }
        System.out.println("计算值为：" + synchronizedDemo.i);
    }
}

执行结果为：

可以看出，一个小小的synchronized竟然那么简单的就解决了这个问题。

这个背后的原理就是线程1执行increment()方法时，因为有synchronized，所以会自动将此方法加锁，而此时只有线程1拥有这把锁，其他线程只能等待，直到线程1释放这把锁，线程2才能参与调用。

同理，当线程2去调用increment()时，线程2拿到锁，线程1进入等待，直到线程2释放锁，就这样，直到计算完毕，在此过程中，不会出现计算错误的情况。

总结

synchronized 关键字是使块或方法同步的唯一方法。
synchronized 关键字提供了锁的特性，它确保线程之间不会出现竞争条件。被锁定后，线程只能从主存中读取数据，读取数据后，它会刷新写操作，然后才能释放锁。
synchronized 关键字还有助于避免程序语句的重新排序。

到此这篇关于Java中synchronized关键字到底怎么用的文章就介绍到这了,更多相关Java中synchronized关键字使用内容请搜索以前的文章或继续浏览下面的相关文章希望大家以后多多支持！

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