前言

????上一節(jié)講了i++并不是線程安全的，我們需要用synchronized來保證其線程安全。

????這里我就介紹下synchronized的基本用法和簡單原理。

????便于說明，我寫了個(gè)i++的例子：

public class AddI {
    public static volatile int i = 0;

    public static void main(String[] args) throws InterruptedException {
        Thread t1 = new Thread(() -> add(1000000));
        Thread t2 = new Thread(() -> add(1000000));

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

        t1.join();
        t2.join();

        System.out.println(i);
    }

    public static void add(int n) {
        for (int m = 0; m < n; m++) {
            i++;
        }
    }
}

1、什么時(shí)候加鎖呢？

????沒有共享就沒有傷害，比如上面的i++被2個(gè)線程同時(shí)修改，出現(xiàn)了并發(fā)問題。此時(shí)我們就需要進(jìn)行加鎖。

????如果一個(gè)變量沒有共享，且沒有并發(fā)問題，那加鎖只會(huì)降低程序的性能。

????線程安全是并發(fā)編程中的重要關(guān)注點(diǎn)，應(yīng)該注意到的是，造成線程安全問題的主要誘因有兩點(diǎn)，一是存在共享數(shù)據(jù)(也稱臨界資源)，二是存在多條線程共同操作共享數(shù)據(jù)。
????因此為了解決這個(gè)問題，我們可能需要這樣一個(gè)方案，當(dāng)存在多個(gè)線程操作共享數(shù)據(jù)時(shí)，需要保證同一時(shí)刻有且只有一個(gè)線程在操作共享數(shù)據(jù)，其他線程必須等到該線程處理完數(shù)據(jù)后再進(jìn)行，這種方式有個(gè)高尚的名稱叫互斥鎖，即能達(dá)到互斥訪問目的的鎖，也就是說當(dāng)一個(gè)共享數(shù)據(jù)被當(dāng)前正在訪問的線程加上互斥鎖后，在同一個(gè)時(shí)刻，其他線程只能處于等待的狀態(tài)，直到當(dāng)前線程處理完畢釋放該鎖。
????在 Java 中，關(guān)鍵字 synchronized可以保證在同一個(gè)時(shí)刻，只有一個(gè)線程可以執(zhí)行某個(gè)方法或者某個(gè)代碼塊(主要是對方法或者代碼塊中存在共享數(shù)據(jù)的操作)，同時(shí)我們還應(yīng)該注意到synchronized另外一個(gè)重要的作用，synchronized可保證一個(gè)線程的變化(主要是共享數(shù)據(jù)的變化)被其他線程所看到（保證可見性，完全可以替代Volatile功能），這點(diǎn)確實(shí)也是很重要的。

2、Synchronized三種應(yīng)用方式

常見的用法：

class X {
    // 方式一：修飾非靜態(tài)方法
    synchronized void foo() {
        // 臨界區(qū)
    }
    // 方式二：修飾靜態(tài)方法
    synchronized static void bar() {
        // 臨界區(qū)
    }
    // 方式三：修飾代碼塊
    Object obj = new Object()；
    void baz() {
        synchronized(obj) {
            // 臨界區(qū)
        }
    }
} 

????在java里面使用synchronized，加鎖lock和解鎖unlock這2個(gè)操作是Java默認(rèn)加上的，Java 編譯器會(huì)在 synchronized 修飾的方法或代碼塊前后自動(dòng)加上加鎖 lock() 和解鎖 unlock()，這樣做的好處就是加鎖 lock() 和解鎖 unlock() 一定是成對出現(xiàn)的，畢竟忘記解鎖 unlock() 可是個(gè)致命的 Bug。

????那 synchronized 里的加鎖 lock() 和解鎖 unlock() 鎖定的對象在哪里呢？上面的代碼我們看到只有修飾代碼塊的時(shí)候，鎖定了一個(gè) obj 對象，那修飾方法的時(shí)候鎖定的是什么呢？這個(gè)也是 Java 的一條隱式規(guī)則：

• 當(dāng)修飾靜態(tài)方法的時(shí)候，鎖定的是當(dāng)前類的 Class 對象，在上面的例子中就是 Class X；
• 當(dāng)修飾非靜態(tài)方法的時(shí)候，鎖定的是當(dāng)前實(shí)例對象 this。

對于上面的例子，synchronized 修飾靜態(tài)方法相當(dāng)于:

class X {
    // 修飾靜態(tài)方法
    synchronized(X.class) static void bar() {
        // 臨界區(qū)
    }
}

修飾非靜態(tài)方法，相當(dāng)于：

class X {
    // 修飾非靜態(tài)方法
    synchronized(this) void foo() {
        // 臨界區(qū)
    }
}

這里把i++的例子改下就沒有并發(fā)問題了：

public class AddI {
    public static volatile int i = 0;
    Object object = new Object();// 單獨(dú)new一個(gè)對象 用于加鎖

    public static void main(String[] args) throws InterruptedException {
        // 方式一：修飾靜態(tài)方法
        Thread t1 = new Thread(() -> add(1000000));
        Thread t2 = new Thread(() -> add(1000000));

        // 方式二：修飾普通方法
        /*AddI addI = new AddI();
        Thread t1 = new Thread(new Runnable() {
            @Override
            public void run() {
                addI.add2(1000000);
            }
        });
        Thread t2 = new Thread(new Runnable() {
            @Override
            public void run() {
                addI.add2(1000000);
            }
        });*/

        // 方式三
        /*AddI addI = new AddI();
        Thread t1 = new Thread(new Runnable() {
            @Override
            public void run() {
                addI.add3(1000000);
            }
        });
        Thread t2 = new Thread(new Runnable() {
            @Override
            public void run() {
                addI.add3(1000000);
            }
        });*/

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

        t1.join();
        t2.join();

        System.out.println(i);
    }

    // 修飾靜態(tài)方法
    public static synchronized void add1(int n) {
        for (int m = 0; m < n; m++) {
            i++;
        }
    }

    // 修飾普通方法
    public synchronized void add2(int n) {
        for (int m = 0; m < n; m++) {
            i++;
        }
    }

    // 代碼塊加鎖
    public void add3(int n) {
        synchronized (object) {
            for (int m = 0; m < n; m++) {
                i++;
            }
        }
    }
}

synchronized 是 Java 在語言層面提供的互斥原語，其實(shí) Java 里面還有很多其他類型的鎖，但作為互斥鎖，原理都是相通的：鎖，一定有一個(gè)要鎖定的對象，至于這個(gè)鎖定的對象要保護(hù)的資源以及在哪里加鎖 / 解鎖，就屬于設(shè)計(jì)層面的事情了。

加鎖本質(zhì)就是在鎖的對象的對象頭中寫入當(dāng)前線程id(這涉及到底層的東西，后面我也整理一篇）。

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