面試突擊：Synchronized有幾種用法？
在 Java 語(yǔ)言中，保證線程安全性的主要手段是加鎖，而 Java 中的鎖主要有兩種：synchronized 和 Lock，我們今天重點(diǎn)來(lái)看一下 synchronized 的幾種用法。
用法簡(jiǎn)介
使用 synchronized 無(wú)需手動(dòng)執(zhí)行加鎖和釋放鎖的操作，我們只需要聲明 synchronized 關(guān)鍵字就可以了，JVM 層面會(huì)幫我們自動(dòng)的進(jìn)行加鎖和釋放鎖的操作。synchronized 可用于修飾普通方法、靜態(tài)方法和代碼塊，接下來(lái)我們分別來(lái)看。
1.修飾普通方法
synchronized 修飾普通方法的用法如下：
/**
* synchronized 修飾普通方法
*/
public synchronized void method() {
// ....
}
當(dāng) synchronized 修飾普通方法時(shí)，被修飾的方法被稱(chēng)為同步方法，其作用范圍是整個(gè)方法，作用的對(duì)象是調(diào)用這個(gè)方法的對(duì)象。
2.修飾靜態(tài)方法
synchronized 修飾靜態(tài)方法和修飾普通方法類(lèi)似，它的用法如下：
/**
* synchronized 修飾靜態(tài)方法
*/
public static synchronized void staticMethod() {
// .......
}
當(dāng) synchronized 修飾靜態(tài)方法時(shí)，其作用范圍是整個(gè)程序，這個(gè)鎖對(duì)于所有調(diào)用這個(gè)鎖的對(duì)象都是互斥的。
所謂的互斥，指的是同一時(shí)間只能有一個(gè)線程能使用，其他線程只能排隊(duì)等待。
修飾普通方法 VS 修飾靜態(tài)方法
synchronized 修飾普通方法和靜態(tài)方法看似相同，但二者完全不同，對(duì)于靜態(tài)方法來(lái)說(shuō) synchronized 加鎖是全局的，也就是整個(gè)程序運(yùn)行期間，所有調(diào)用這個(gè)靜態(tài)方法的對(duì)象都是互斥的，而普通方法是針對(duì)對(duì)象級(jí)別的，不同的對(duì)象對(duì)應(yīng)著不同的鎖，比如以下代碼，同樣是調(diào)用兩次方法，但鎖的獲取完全不同，實(shí)現(xiàn)代碼如下：
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 {
// 創(chuàng)建線程池同時(shí)執(zhí)行任務(wù)
ExecutorService threadPool = Executors.newFixedThreadPool(10);
// 執(zhí)行兩次靜態(tài)方法
threadPool.execute(() -> {
staticMethod();
});
threadPool.execute(() -> {
staticMethod();
});
// 執(zhí)行兩次普通方法
threadPool.execute(() -> {
SynchronizedUsage usage = new SynchronizedUsage();
usage.method();
});
threadPool.execute(() -> {
SynchronizedUsage usage2 = new SynchronizedUsage();
usage2.method();
});
}
/**
* synchronized 修飾普通方法
* 本方法的執(zhí)行需要 3s（因?yàn)橛?3s 的休眠時(shí)間）
*/
public synchronized void method() {
System.out.println("普通方法執(zhí)行時(shí)間：" + LocalDateTime.now());
try {
// 休眠 3s
TimeUnit.SECONDS.sleep(3);
} catch (InterruptedException e) {
e.printStackTrace();
}
}
/**
* synchronized 修飾靜態(tài)方法
* 本方法的執(zhí)行需要 3s（因?yàn)橛?3s 的休眠時(shí)間）
*/
public static synchronized void staticMethod() {
System.out.println("靜態(tài)方法執(zhí)行時(shí)間：" + LocalDateTime.now());
try {
// 休眠 3s
TimeUnit.SECONDS.sleep(3);
} catch (InterruptedException e) {
e.printStackTrace();
}
}
}
以上程序的執(zhí)行結(jié)果如下：
從上述結(jié)果可以看出，靜態(tài)方法加鎖是全局的，針對(duì)的是所有調(diào)用者;而普通方法加鎖是對(duì)象級(jí)別的，不同的對(duì)象擁有的鎖也不同。
3.修飾代碼塊
我們?cè)谌粘ｉ_(kāi)發(fā)中，最常用的是給代碼塊加鎖，而不是給方法加鎖，因?yàn)榻o方法加鎖，相當(dāng)于給整個(gè)方法全部加鎖，這樣的話鎖的粒度就太大了，程序的執(zhí)行性能就會(huì)受到影響，所以通常情況下，我們會(huì)使用 synchronized 給代碼塊加鎖，它的實(shí)現(xiàn)語(yǔ)法如下：
public void classMethod() throws InterruptedException {
// 前置代碼...
// 加鎖代碼
synchronized (SynchronizedUsage.class) {
// ......
}
// 后置代碼...
}
從上述代碼我們可以看出，相比于修飾方法，修飾代碼塊需要自己手動(dòng)指定加鎖對(duì)象，加鎖的對(duì)象通常使用 this 或 xxx.class 這樣的形式來(lái)表示，比如以下代碼：
// 加鎖某個(gè)類(lèi)
synchronized (SynchronizedUsage.class) {
// ......
}
// 加鎖當(dāng)前類(lèi)對(duì)象
synchronized (this) {
// ......
}
this VS class
使用 synchronized 加鎖 this 和 xxx.class 是完全不同的，當(dāng)加鎖 this 時(shí)，表示用當(dāng)前的對(duì)象進(jìn)行加鎖，每個(gè)對(duì)象都對(duì)應(yīng)了一把鎖;而當(dāng)使用 xxx.class 加鎖時(shí)，表示使用某個(gè)類(lèi)(而非類(lèi)實(shí)例)來(lái)加鎖，它是應(yīng)用程序級(jí)別的，是全局生效的，如以下代碼所示：
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 {
// 創(chuàng)建線程池同時(shí)執(zhí)行任務(wù)
ExecutorService threadPool = Executors.newFixedThreadPool(10);
// 執(zhí)行兩次 synchronized(this)
threadPool.execute(() -> {
SynchronizedUsageBlock usage = new SynchronizedUsageBlock();
usage.thisMethod();
});
threadPool.execute(() -> {
SynchronizedUsageBlock usage2 = new SynchronizedUsageBlock();
usage2.thisMethod();
});
// 執(zhí)行兩次 synchronized(xxx.class)
threadPool.execute(() -> {
SynchronizedUsageBlock usage3 = new SynchronizedUsageBlock();
usage3.classMethod();
});
threadPool.execute(() -> {
SynchronizedUsageBlock usage4 = new SynchronizedUsageBlock();
usage4.classMethod();
});
}
/**
* synchronized(this) 加鎖
* 本方法的執(zhí)行需要 3s（因?yàn)橛?3s 的休眠時(shí)間）
*/
public void thisMethod() {
synchronized (this) {
System.out.println("synchronized(this) 加鎖：" + LocalDateTime.now());
try {
// 休眠 3s
TimeUnit.SECONDS.sleep(3);
} catch (InterruptedException e) {
e.printStackTrace();
}
}
}
/**
* synchronized(xxx.class) 加鎖
* 本方法的執(zhí)行需要 3s（因?yàn)橛?3s 的休眠時(shí)間）
*/
public void classMethod() {
synchronized (SynchronizedUsageBlock.class) {
System.out.println("synchronized(xxx.class) 加鎖：" + LocalDateTime.now());
try {
// 休眠 3s
TimeUnit.SECONDS.sleep(3);
} catch (InterruptedException e) {
e.printStackTrace();
}
}
}
}
以上程序的執(zhí)行結(jié)果如下：
總結(jié)
synchronized 用 3 種用法，用它可以來(lái)修飾普通方法、靜態(tài)方法和代碼塊，其中最常用的是修飾代碼塊，而修飾代碼塊時(shí)需要指定一個(gè)加鎖對(duì)象，這個(gè)加鎖對(duì)象通常使用 this 或 xxx.class 來(lái)表示，當(dāng)使用 this 時(shí)，表示使用當(dāng)前對(duì)象來(lái)加鎖，而使用 class 時(shí)，表示表示使用某個(gè)類(lèi)(非類(lèi)對(duì)象實(shí)例)來(lái)加鎖，它是全局生效的。
