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java怎么使用synchronized关键字 理解synchronized的用法与锁机制

煙雲

煙雲

发布时间:2025-12-14 05:57:11

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来源于php中文网

原创

synchronized是Java线程同步核心机制,通过修饰方法或代码块实现互斥访问,其底层依赖对象的Monitor锁,支持可重入、自动释放,但不可中断;实际使用中应缩小同步范围、优先使用私有锁对象,并根据场景考虑并发包工具替代方案。

java怎么使用synchronized关键字 理解synchronized的用法与锁机制

在Java中,synchronized关键字是实现线程同步的核心机制之一,主要用于控制多个线程对共享资源的访问,防止数据竞争和保证线程安全。理解它的用法与背后的锁机制,对编写高并发程序至关重要。

1. synchronized的基本用法

synchronized可以修饰方法或代码块,其作用是确保同一时刻只有一个线程能执行被保护的代码。

● 修饰实例方法:

当synchronized修饰一个实例方法时,锁对象是当前实例(this)。多个线程调用同一个对象的该方法时会互斥。

public synchronized void increment() {
    count++;
}
● 修饰静态方法:

锁的是当前类的Class对象(如 MyClass.class),所有该类的实例共用这把锁。

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public static synchronized void print() {
    System.out.println("Hello");
}
● 修饰代码块:

可以指定任意对象作为锁,灵活性更高。

public void method() {
    synchronized(this) {
        // 同步代码
    }
}

也可以使用私有锁对象来避免外部干扰:

private final Object lock = new Object();
public void method() {
    synchronized(lock) {
        // 安全操作
    }
}

2. synchronized的锁机制原理

synchronized的底层依赖于JVM的监视器锁(Monitor Lock),每个Java对象都可以关联一个Monitor。

● 锁的获取与释放:

进入synchronized代码块前,线程必须先获取对象的Monitor锁。如果锁已被其他线程持有,当前线程会被阻塞,直到锁被释放。

● 锁的类型演变:

JVM对synchronized做了大量优化,锁状态会随着竞争情况升级:

  • 无锁状态:没有线程竞争
  • 偏向锁:适用于只有一个线程反复进入同步块的场景
  • 轻量级锁:多用于低竞争环境,通过CAS操作避免阻塞
  • 重量级锁:当竞争激烈时,依赖操作系统互斥量(Mutex),线程挂起

这种升级机制减少了不必要的性能开销。

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3. synchronized的特性与注意事项

● 可重入性:

一个线程可以多次获取同一个对象的锁。例如,在一个synchronized方法中调用另一个synchronized方法(同一对象),不会死锁。

● 自动释放锁:

无论正常执行完还是抛出异常,JVM都会自动释放锁,不需要手动干预,避免了死锁风险。

● 不可中断:

等待synchronized锁的线程无法被interrupt()中断,只能被动等待。

● 锁的是对象,不是代码:

关键是要清楚锁住的是哪个对象。两个线程要互斥,必须竞争同一个锁对象。

比如不同实例的对象各自调用synchronized实例方法,不会互相阻塞。

4. 实际应用建议

● 避免锁粗化:

不要将整个方法都同步,只对必要的临界区加锁,减少同步范围。

● 使用私有锁对象:

避免使用public对象或this作为锁,以防外部意外持有锁导致性能问题或死锁。

● 替代方案考虑:

对于复杂场景,java.util.concurrent包中的ReentrantLock、原子类等可能提供更灵活的控制,如尝试锁、超时锁等。

基本上就这些。synchronized虽然语法简单,但背后机制不简单。掌握它,是理解Java并发编程的第一步。用好它,能让程序既安全又高效。

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