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紮好馬步：線程的狀態

先來兩張圖：

線程狀態
線程狀態轉換

各種狀態一目了然，值得一提的是"blocked"這個狀態：
線程在Running的過程中可能會遇到阻塞(Blocked)情況

1. 調用join()和sleep()方法，sleep()時間結束或被打斷，join()中斷,IO完成都會回到Runnable狀態，等待JVM的調度。
2. 調用wait()，使該線程處於等待池(wait blocked pool),直到notify()/notifyAll()，線程被喚醒被放到鎖定池(lock blocked pool )，釋放同步鎖使線程回到可運行狀態（Runnable）
3. 對Running狀態的線程加同步鎖(Synchronized)使其進入(lock blocked pool ),同步鎖被釋放進入可運行狀態(Runnable)。

此外，在runnable狀態的線程是處於被調度的線程，此時的調度順序是不一定的。Thread類中的yield方法可以讓一個running狀態的線程轉入runnable。

由於同一進程的多個線程共享同一片存儲空間，在帶來方便的同時，也帶來了訪問沖突這個嚴重的問題。Java語言提供了專門機制以解決這種沖突，有效避免了同一個數據對象被多個線程同時訪問。
需要明確的幾個問題：

• synchronized關鍵字可以作為函數的修飾符，也可作為函數內的語句，也就是平時說的同步方法和同步語句塊。如果 再細的分類，synchronized可作用於instance變量、object reference（對象引用）、static函數和class literals(類名稱字面常量)身上。
• 無論synchronized關鍵字加在方法上還是對象上，它取得的鎖都是對象，而不是把一段代碼或函數當作鎖――而且同步方法很可能還會被其他線程的對象訪問。
• 每個對象只有一個鎖（lock）與之相關聯。
• 實現同步是要很大的系統開銷作為代價的，甚至可能造成死鎖，所以盡量避免無謂的同步控制。

synchronized關鍵字的作用域有二種：

1. 某個對象實例內，synchronized aMethod(){}可以防止多個線程同時訪問這個對象的synchronized方法（如果一個對象有多個synchronized方法，只要一個線 程訪問了其中的一個synchronized方法，其它線程不能同時訪問這個對象中任何一個synchronized方法）。這時，不同的對象實例的 synchronized方法是不相幹擾的。也就是說，其它線程照樣可以同時訪問相同類的另一個對象實例中的synchronized方法；
2. 某個類的範圍，synchronized static aStaticMethod{}防止多個線程同時訪問這個類中的synchronized static 方法。它可以對類的所有對象實例起作用。

synchronized 方法

每個類實例對應一把鎖，每個 synchronized 方法都必須獲得調用該方法的類實例的鎖方能執行，否則所屬線程阻塞，方法一旦執行，就獨占該鎖，直到從該方法返回時才將鎖釋放，此後被阻塞的線程方能獲得該鎖，重新進入可執行狀態。這種機制確保了同一時刻對於每一個類實例，其所有聲明為 synchronized 的成員函數中至多只有一個處於可執行狀態（因為至多只有一個能夠獲得該類實例對應的鎖），從而有效避免了類成員變量的訪問沖突（只要所有可能訪問類成員變量的方法均被聲明為 synchronized）。
在 Java 中，不光是類實例，每一個類也對應一把鎖，這樣我們也可將類的靜態成員函數聲明為 synchronized ，以控制其對類的靜態成員變量的訪問。

synchronized 方法的缺陷

同步方法，這時synchronized鎖定的是哪個對象呢？它鎖定的是調用這個同步方法對象。也就是說，當一個對象 P1在不同的線程中執行這個同步方法時，它們之間會形成互斥，達到同步的效果。但是這個對象所屬的Class所產生的另一對象P2卻可以任意調用這個被加 了synchronized關鍵字的方法.同步方法實質是將synchronized作用於object reference。――那個拿到了P1對象鎖的線程，才可以調用P1的同步方法，而對P2而言，P1這個鎖與它毫不相幹，程序也可能在這種情形下擺脫同步機制的控制，造成數據混亂：（
;若將一個大的方法聲明為synchronized 將會大大影響效率，典型地，若將線程類的方法 run() 聲明為 synchronized ，由於在線程的整個生命期內它一直在運行，因此將導致它對本類任何 synchronized 方法的調用都永遠不會成功。當然我們可以通過將訪問類成員變量的代碼放到專門的方法中，將其聲明為 synchronized ，並在主方法中調用來解決這一問題，但是 Java 為我們提供了更好的解決辦法，那就是 synchronized 塊。

synchronized 代碼塊

除了方法前用synchronized關鍵字，synchronized關鍵字還可以用於方法中的某個區塊中，表示只對這個區塊的資源實行互斥訪問。用法是: synchronized(this){/區塊/}，它的作用域是當前對象。
這時鎖就是對象，誰拿到這個鎖誰就可以運行它所控制的那段代碼。當有一個明確的對象作為鎖時，就可以這樣寫程序，但當沒有明確的對象作為鎖，只是想讓一段代碼同步時，可以創建一個特殊的instance變量（它得是一個對象）來充當鎖：

class Foo implements Runnable {
       private byte[] lock = new byte[0]; // 特殊的instance變量    
       Public void methodA() {      
         synchronized(lock) { //… }
       }
       //…..
}

註：零長度的byte數組對象創建起來將比任何對象都經濟――查看編譯後的字節碼：生成零長度的byte[]對象只需3條操作碼，而Object lock = new Object()則需要7行操作碼。

synchronized 靜態方法

將synchronized作用於static 函數，示例代碼如下：

Class Foo {
  // 同步的static 函數
  public synchronized static void methodAAA()  {
  //….
  }
  public void methodBBB() {
       synchronized(Foo.class)   // class literal(類名稱字面常量)
  }    
}

代碼中的methodBBB()方法是把class literal作為鎖的情況，它和同步的static函數產生的效果是一樣的，取得的鎖很特別，是當前調用這個方法的對象所屬的類（Class，而不再是由這個Class產生的某個具體對象了）。

可以推斷：如果一個類中定義了一個synchronized 的 static 函數A，也定義了一個 synchronized 的 instance函數B，那麽這個類的同一對象Obj在多線程中分別訪問A和B兩個方法時，不會構成同步，因為它們的鎖都不一樣。B方法的鎖是Obj這個對象，而B的鎖是Obj所屬的那個Class。

文／DanieX（簡書作者）
原文鏈接：http://www.jianshu.com/p/ea9a482ece5f
著作權歸作者所有，轉載請聯系作者獲得授權，並標註“簡書作者”。

下面是另一篇博客，寫得也不錯。

來自： http://zhangjunhd.blog.51cto.com/113473/70300/

在並發環境下，解決共享資源沖突問題時，可以考慮使用鎖機制。

1.對象的鎖 所有對象都自動含有單一的鎖。 JVM負責跟蹤對象被加鎖的次數。如果一個對象被解鎖，其計數變為0。在任務（線程）第一次給對象加鎖的時候，計數變為1。每當這個相同的任務（線程）在此對象上獲得鎖時，計數會遞增。 只有首先獲得鎖的任務（線程）才能繼續獲取該對象上的多個鎖。 每當任務離開一個synchronized方法，計數遞減，當計數為0的時候，鎖被完全釋放，此時別的任務就可以使用此資源。 2.synchronized同步塊 2.1同步到單一對象鎖 當使用同步塊時，如果方法下的同步塊都同步到一個對象上的鎖，則所有的任務（線程）只能互斥的進入這些同步塊。 Resource1.java演示了三個線程（包括main線程）試圖進入某個類的三個不同的方法的同步塊中，雖然這些同步塊處在不同的方法中，但由於是同步到同一個對象（當前對象 synchronized (this)），所以對它們的方法依然是互斥的。 Resource1.java

package com.zj.lock; import java.util.concurrent.TimeUnit; public class Resource1 { public void f() { // other operations should not be locked... System.out.println(Thread.currentThread().getName() + ":not synchronized in f()"); synchronized (this) { for (int i = 0; i < 5; i++) { System.out.println(Thread.currentThread().getName() + ":synchronized in f()"); try { TimeUnit.SECONDS.sleep(3); } catch (InterruptedException e) { e.printStackTrace(); } } } } public void g() { // other operations should not be locked... System.out.println(Thread.currentThread().getName() + ":not synchronized in g()"); synchronized (this) { for (int i = 0; i < 5; i++) { System.out.println(Thread.currentThread().getName() + ":synchronized in g()"); try { TimeUnit.SECONDS.sleep(3); } catch (InterruptedException e) { e.printStackTrace(); } } } } public void h() { // other operations should not be locked... System.out.println(Thread.currentThread().getName() + ":not synchronized in h()"); synchronized (this) { for (int i = 0; i < 5; i++) { System.out.println(Thread.currentThread().getName() + ":synchronized in h()"); try { TimeUnit.SECONDS.sleep(3); } catch (InterruptedException e) { e.printStackTrace(); } } } } public static void main(String[] args) { final Resource1 rs = new Resource1(); new Thread() { public void run() { rs.f(); } }.start(); new Thread() { public void run() { rs.g(); } }.start(); rs.h(); } }

結果： Thread-0:not synchronized in f() Thread-0:synchronized in f() main:not synchronized in h() Thread-1:not synchronized in g() Thread-0:synchronized in f() Thread-0:synchronized in f() Thread-0:synchronized in f() Thread-0:synchronized in f() Thread-1:synchronized in g() Thread-1:synchronized in g() Thread-1:synchronized in g() Thread-1:synchronized in g() Thread-1:synchronized in g() main:synchronized in h() main:synchronized in h() main:synchronized in h() main:synchronized in h() main:synchronized in h() 2.2 同步到多個對象鎖 Resource1.java演示了三個線程（包括main線程）試圖進入某個類的三個不同的方法的同步塊中，這些同步塊處在不同的方法中，並且是同步到三個不同的對象（synchronized (this)，synchronized(syncObject1)，synchronized (syncObject2)），所以對它們的方法中的臨界資源訪問是獨立的。 Resource2.java

package com.zj.lock; import java.util.concurrent.TimeUnit; public class Resource2 { private Object syncObject1 = new Object(); private Object syncObject2 = new Object(); public void f() { // other operations should not be locked... System.out.println(Thread.currentThread().getName() + ":not synchronized in f()"); synchronized (this) { for (int i = 0; i < 5; i++) { System.out.println(Thread.currentThread().getName() + ":synchronized in f()"); try { TimeUnit.SECONDS.sleep(3); } catch (InterruptedException e) { e.printStackTrace(); } } } } public void g() { // other operations should not be locked... System.out.println(Thread.currentThread().getName() + ":not synchronized in g()"); synchronized (syncObject1) { for (int i = 0; i < 5; i++) { System.out.println(Thread.currentThread().getName() + ":synchronized in g()"); try { TimeUnit.SECONDS.sleep(3); } catch (InterruptedException e) { e.printStackTrace(); } } } } public void h() { // other operations should not be locked... System.out.println(Thread.currentThread().getName() + ":not synchronized in h()"); synchronized (syncObject2) { for (int i = 0; i < 5; i++) { System.out.println(Thread.currentThread().getName() + ":synchronized in h()"); try { TimeUnit.SECONDS.sleep(3); } catch (InterruptedException e) { e.printStackTrace(); } } } } public static void main(String[] args) { final Resource2 rs = new Resource2(); new Thread() { public void run() { rs.f(); } }.start(); new Thread() { public void run() { rs.g(); } }.start(); rs.h(); } }

結果： Thread-0:not synchronized in f() Thread-0:synchronized in f() main:not synchronized in h() main:synchronized in h() Thread-1:not synchronized in g() Thread-1:synchronized in g() Thread-0:synchronized in f() main:synchronized in h() Thread-1:synchronized in g() Thread-0:synchronized in f() main:synchronized in h() Thread-1:synchronized in g() Thread-0:synchronized in f() main:synchronized in h() Thread-1:synchronized in g() Thread-0:synchronized in f() main:synchronized in h() Thread-1:synchronized in g() 3.Lock對象鎖 除了使用synchronized外，還可以使用Lock對象來創建臨界區。Resource3.java的演示效果同Resource1.java；Resource4.java的演示效果同Resource2.java。 Resource3.java

package com.zj.lock; import java.util.concurrent.TimeUnit; import java.util.concurrent.locks.Lock; import java.util.concurrent.locks.ReentrantLock; public class Resource3 { private Lock lock = new ReentrantLock(); public void f() { // other operations should not be locked... System.out.println(Thread.currentThread().getName() + ":not synchronized in f()"); lock.lock(); try { for (int i = 0; i < 5; i++) { System.out.println(Thread.currentThread().getName() + ":synchronized in f()"); try { TimeUnit.SECONDS.sleep(3); } catch (InterruptedException e) { e.printStackTrace(); } } } finally { lock.unlock(); } } public void g() { // other operations should not be locked... System.out.println(Thread.currentThread().getName() + ":not synchronized in g()"); lock.lock(); try { for (int i = 0; i < 5; i++) { System.out.println(Thread.currentThread().getName() + ":synchronized in g()"); try { TimeUnit.SECONDS.sleep(3); } catch (InterruptedException e) { e.printStackTrace(); } } } finally { lock.unlock(); } } public void h() { // other operations should not be locked... System.out.println(Thread.currentThread().getName() + ":not synchronized in h()"); lock.lock(); try { for (int i = 0; i < 5; i++) { System.out.println(Thread.currentThread().getName() + ":synchronized in h()"); try { TimeUnit.SECONDS.sleep(3); } catch (InterruptedException e) { e.printStackTrace(); } } } finally { lock.unlock(); } } public static void main(String[] args) { final Resource3 rs = new Resource3(); new Thread() { public void run() { rs.f(); } }.start(); new Thread() { public void run() { rs.g(); } }.start(); rs.h(); } }

結果： Thread-0:not synchronized in f() Thread-0:synchronized in f() main:not synchronized in h() Thread-1:not synchronized in g() Thread-0:synchronized in f() Thread-0:synchronized in f() Thread-0:synchronized in f() Thread-0:synchronized in f() main:synchronized in h() main:synchronized in h() main:synchronized in h() main:synchronized in h() main:synchronized in h() Thread-1:synchronized in g() Thread-1:synchronized in g() Thread-1:synchronized in g() Thread-1:synchronized in g() Thread-1:synchronized in g() Resource4.java

package com.zj.lock; import java.util.concurrent.TimeUnit; import java.util.concurrent.locks.Lock; import java.util.concurrent.locks.ReentrantLock; public class Resource4 { private Lock lock1 = new ReentrantLock(); private Lock lock2 = new ReentrantLock(); private Lock lock3 = new ReentrantLock(); public void f() { // other operations should not be locked... System.out.println(Thread.currentThread().getName() + ":not synchronized in f()"); lock1.lock(); try { for (int i = 0; i < 5; i++) { System.out.println(Thread.currentThread().getName() + ":synchronized in f()"); try { TimeUnit.SECONDS.sleep(3); } catch (InterruptedException e) { e.printStackTrace(); } } } finally { lock1.unlock(); } } public void g() { // other operations should not be locked... System.out.println(Thread.currentThread().getName() + ":not synchronized in g()"); lock2.lock(); try { for (int i = 0; i < 5; i++) { System.out.println(Thread.currentThread().getName() + ":synchronized in g()"); try { TimeUnit.SECONDS.sleep(3); } catch (InterruptedException e) { e.printStackTrace(); } } } finally { lock2.unlock(); } } public void h() { // other operations should not be locked... System.out.println(Thread.currentThread().getName() + ":not synchronized in h()"); lock3.lock(); try { for (int i = 0; i < 5; i++) { System.out.println(Thread.currentThread().getName() + ":synchronized in h()"); try { TimeUnit.SECONDS.sleep(3); } catch (InterruptedException e) { e.printStackTrace(); } } } finally { lock3.unlock(); } } public static void main(String[] args) { final Resource4 rs = new Resource4(); new Thread() { public void run() { rs.f(); } }.start(); new Thread() { public void run() { rs.g(); } }.start(); rs.h(); } }

結果： Thread-0:not synchronized in f() Thread-0:synchronized in f() main:not synchronized in h() main:synchronized in h() Thread-1:not synchronized in g() Thread-1:synchronized in g() Thread-0:synchronized in f() main:synchronized in h() Thread-1:synchronized in g() Thread-0:synchronized in f() main:synchronized in h() Thread-1:synchronized in g() Thread-0:synchronized in f() main:synchronized in h() Thread-1:synchronized in g() Thread-0:synchronized in f() main:synchronized in h() Thread-1:synchronized in g()

多線程-synchronized