正文:

java synchronized詳解

記下來，很重要。

Java語言的關鍵字，當它用來修飾一個方法或者一個程式碼塊的時候，能夠保證在同一時刻最多隻有一個執行緒執行該段程式碼。

 一、當兩個併發執行緒訪問同一個物件object中的這個synchronized(this)同步程式碼塊時，一個時間內只能有一個執行緒得到執行。另一個執行緒必須等待當前執行緒執行完這個程式碼塊以後才能執行該程式碼塊。

 二、然而，當一個執行緒訪問object的一個synchronized(this)同步程式碼塊時，另一個執行緒仍然可以訪問該object中的非synchronized(this)同步程式碼塊。

 三、尤其關鍵的是，當一個執行緒訪問object的一個synchronized(this)同步程式碼塊時，其他執行緒對object中所有其它synchronized(this)同步程式碼塊的訪問將被阻塞。

 四、第三個例子同樣適用其它同步程式碼塊。也就是說，當一個執行緒訪問object的一個synchronized(this)同步程式碼塊時，它就獲得了這個object的物件鎖。結果，其它執行緒對該object物件所有同步程式碼部分的訪問都被暫時阻塞。

 五、以上規則對其它物件鎖同樣適用.
 

舉例說明：
一、當兩個併發執行緒訪問同一個物件object中的這個synchronized(this)同步程式碼塊時，一個時間內只能有一個執行緒得到執行。另一個執行緒必須等待當前執行緒執行完這個程式碼塊以後才能執行該程式碼塊。

package ths;

public class Thread1 implements Runnable {
public void run() {
synchronized(this) {
for (int i = 0; i < 5; i++) {
System.out.println(Thread.currentThread().getName() + ” synchronized loop ” + i);
}
}
}
public static void main(String[] args) {
Thread1 t1 = new Thread1();
Thread ta = new Thread(t1, “A”);
Thread tb = new Thread(t1, “B”);
ta.start();
tb.start();
}
}

結果：
A synchronized loop 0
A synchronized loop 1
A synchronized loop 2
A synchronized loop 3
A synchronized loop 4
B synchronized loop 0
B synchronized loop 1
B synchronized loop 2
B synchronized loop 3
B synchronized loop 4

 二、然而，當一個執行緒訪問object的一個synchronized(this)同步程式碼塊時，另一個執行緒仍然可以訪問該object中的非synchronized(this)同步程式碼塊。
 

package ths;

public class Thread2 {
public void m4t1() {
synchronized(this) {
int i = 5;
while( i– > 0) {
System.out.println(Thread.currentThread().getName() + ” : ” + i);
try {
Thread.sleep(500);
} catch (InterruptedException ie) {
}
}
}
}
public void m4t2() {
int i = 5;
while( i– > 0) {
System.out.println(Thread.currentThread().getName() + ” : ” + i);
try {
Thread.sleep(500);
} catch (InterruptedException ie) {
}
}
}
public static void main(String[] args) {
final Thread2 myt2 = new Thread2();
Thread t1 = new Thread( new Runnable() { public void run() { myt2.m4t1(); } }, “t1” );
Thread t2 = new Thread( new Runnable() { public void run() { myt2.m4t2(); } }, “t2” );
t1.start();
t2.start();
}
}

結果：
t1 : 4
t2 : 4
t1 : 3
t2 : 3
t1 : 2
t2 : 2
t1 : 1
t2 : 1
t1 : 0
t2 : 0

 三、尤其關鍵的是，當一個執行緒訪問object的一個synchronized(this)同步程式碼塊時，其他執行緒對object中所有其它synchronized(this)同步程式碼塊的訪問將被阻塞。

 //修改Thread2.m4t2()方法：  
 public void m4t2() {  
      synchronized(this) {  
           int i = 5;  
           while( i-- > 0) {  
                System.out.println(Thread.currentThread().getName() + " : " + i);  
                try {  
                     Thread.sleep(500);  
                } catch (InterruptedException ie) {  
                }  
           }  
      }

 }

結果：

 t1 : 4  
 t1 : 3  
 t1 : 2  
 t1 : 1  
 t1 : 0  
 t2 : 4  
 t2 : 3  
 t2 : 2  
 t2 : 1  
 t2 : 0

 四、第三個例子同樣適用其它同步程式碼塊。也就是說，當一個執行緒訪問object的一個synchronized(this)同步程式碼塊時，它就獲得了這個object的物件鎖。結果，其它執行緒對該object物件所有同步程式碼部分的訪問都被暫時阻塞。

 //修改Thread2.m4t2()方法如下：

 public synchronized void m4t2() {  
      int i = 5;  
      while( i-- > 0) {  
           System.out.println(Thread.currentThread().getName() + " : " + i);  
           try {  
                Thread.sleep(500);  
           } catch (InterruptedException ie) {  
           }  
      }  
 }

結果：
t1 : 4
t1 : 3
t1 : 2
t1 : 1
t1 : 0
t2 : 4
t2 : 3
t2 : 2
t2 : 1
t2 : 0

 五、以上規則對其它物件鎖同樣適用:

package ths;

public class Thread3 {
class Inner {
private void m4t1() {
int i = 5;
while(i– > 0) {
System.out.println(Thread.currentThread().getName() + ” : Inner.m4t1()=” + i);
try {
Thread.sleep(500);
} catch(InterruptedException ie) {
}
}
}
private void m4t2() {
int i = 5;
while(i– > 0) {
System.out.println(Thread.currentThread().getName() + ” : Inner.m4t2()=” + i);
try {
Thread.sleep(500);
} catch(InterruptedException ie) {
}
}
}
}
private void m4t1(Inner inner) {
synchronized(inner) { //使用物件鎖
inner.m4t1();
}
private void m4t2(Inner inner) {
inner.m4t2();
}
public static void main(String[] args) {
final Thread3 myt3 = new Thread3();
final Inner inner = myt3.new Inner();
Thread t1 = new Thread( new Runnable() {public void run() { myt3.m4t1(inner);} }, “t1”);
Thread t2 = new Thread( new Runnable() {public void run() { myt3.m4t2(inner);} }, “t2”);
t1.start();
t2.start();
}
}

結果：

儘管執行緒t1獲得了對Inner的物件鎖，但由於執行緒t2訪問的是同一個Inner中的非同步部分。所以兩個執行緒互不干擾。

 t1 : Inner.m4t1()=4  
 t2 : Inner.m4t2()=4  
 t1 : Inner.m4t1()=3  
 t2 : Inner.m4t2()=3  
 t1 : Inner.m4t1()=2  
 t2 : Inner.m4t2()=2  
 t1 : Inner.m4t1()=1  
 t2 : Inner.m4t2()=1  
 t1 : Inner.m4t1()=0  
 t2 : Inner.m4t2()=0

現在在Inner.m4t2()前面加上synchronized：

 private synchronized void m4t2() {  
      int i = 5;  
      while(i-- > 0) {  
           System.out.println(Thread.currentThread().getName() + " : Inner.m4t2()=" + i);  
           try {  
                Thread.sleep(500);  
           } catch(InterruptedException ie) {  
           }  
      }  
 }

結果：

儘管執行緒t1與t2訪問了同一個Inner物件中兩個毫不相關的部分,但因為t1先獲得了對Inner的物件鎖，所以t2對Inner.m4t2()的訪問也被阻塞，因為m4t2()是Inner中的一個同步方法。

 t1 : Inner.m4t1()=4  
 t1 : Inner.m4t1()=3  
 t1 : Inner.m4t1()=2  
 t1 : Inner.m4t1()=1  
 t1 : Inner.m4t1()=0  
 t2 : Inner.m4t2()=4  
 t2 : Inner.m4t2()=3  
 t2 : Inner.m4t2()=2  
 t2 : Inner.m4t2()=1  
 t2 : Inner.m4t2()=0

第二篇：

synchronized 關鍵字，它包括兩種用法：synchronized 方法和 synchronized 塊。
1. synchronized 方法：通過在方法宣告中加入 synchronized關鍵字來宣告 synchronized 方法。如：
public synchronized void accessVal(int newVal);
synchronized 方法控制對類成員變數的訪問：每個類例項對應一把鎖，每個 synchronized 方法都必須獲得呼叫該方法的類例項的鎖方能

執行，否則所屬執行緒阻塞，方法一旦執行，就獨佔該鎖，直到從該方法返回時才將鎖釋放，此後被阻塞的執行緒方能獲得該鎖，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例項，其所有宣告為 synchronized 的成員函式中至多隻有一個處於可執行狀態（因為至多隻有

一個能夠獲得該類例項對應的鎖），從而有效避免了類成員變數的訪問衝突（只要所有可能訪問類成員變數的方法均被宣告為 synchronized）

。
在 Java 中，不光是類例項，每一個類也對應一把鎖，這樣我們也可將類的靜態成員函式宣告為 synchronized ，以控制其對類的靜態成

員變數的訪問。
synchronized 方法的缺陷：若將一個大的方法宣告為synchronized 將會大大影響效率，典型地，若將執行緒類的方法 run() 宣告為

synchronized ，由於線上程的整個生命期內它一直在執行，因此將導致它對本類任何 synchronized 方法的呼叫都永遠不會成功。當然我們可

以通過將訪問類成員變數的程式碼放到專門的方法中，將其宣告為 synchronized ，並在主方法中呼叫來解決這一問題，但是 Java 為我們提供

了更好的解決辦法，那就是 synchronized 塊。
2. synchronized 塊：通過 synchronized關鍵字來宣告synchronized 塊。語法如下：
synchronized(syncObject) {
//允許訪問控制的程式碼
}
synchronized 塊是這樣一個程式碼塊，其中的程式碼必須獲得物件 syncObject （如前所述，可以是類例項或類）的鎖方能執行，具體機

制同前所述。由於可以針對任意程式碼塊，且可任意指定上鎖的物件，故靈活性較高。
對synchronized(this)的一些理解
一、當兩個併發執行緒訪問同一個物件object中的這個synchronized(this)同步程式碼塊時，一個時間內只能有一個執行緒得到執行。另一個線

程必須等待當前執行緒執行完這個程式碼塊以後才能執行該程式碼塊。
二、然而，當一個執行緒訪問object的一個synchronized(this)同步程式碼塊時，另一個執行緒仍然可以訪問該object中的非synchronized

(this)同步程式碼塊。
三、尤其關鍵的是，當一個執行緒訪問object的一個synchronized(this)同步程式碼塊時，其他執行緒對object中所有其它synchronized(this)

同步程式碼塊的訪問將被阻塞。
四、第三個例子同樣適用其它同步程式碼塊。也就是說，當一個執行緒訪問object的一個synchronized(this)同步程式碼塊時，它就獲得了這個

object的物件鎖。結果，其它執行緒對該object物件所有同步程式碼部分的訪問都被暫時阻塞。
五、以上規則對其它物件鎖同樣適用

打個比方：一個object就像一個大房子，大門永遠開啟。房子裡有 很多房間（也就是方法）。

這些房間有上鎖的（synchronized方法）， 和不上鎖之分（普通方法）。房門口放著一把鑰匙（key），這把鑰匙可以開啟所有上鎖的房間。

另外我把所有想呼叫該物件方法的執行緒比喻成想進入這房子某個 房間的人。所有的東西就這麼多了，下面我們看看這些東西之間如何作用的。

在此我們先來明確一下我們的前提條件。該物件至少有一個synchronized方法，否則這個key還有啥意義。當然也就不會有我們的這個主題了。

一個人想進入某間上了鎖的房間，他來到房子門口，看見鑰匙在那兒（說明暫時還沒有其他人要使用上鎖的 房間）。於是他走上去拿到了鑰匙

，並且按照自己 的計劃使用那些房間。注意一點，他每次使用完一次上鎖的房間後會馬上把鑰匙還回去。即使他要連續使用兩間上鎖的房間，

中間他也要把鑰匙還回去，再取回來。

因此，普通情況下鑰匙的使用原則是：“隨用隨借，用完即還。”

這時其他人可以不受限制的使用那些不上鎖的房間，一個人用一間可以，兩個人用一間也可以，沒限制。但是如果當某個人想要進入上鎖的房

間，他就要跑到大門口去看看了。有鑰匙當然拿了就走，沒有的話，就只能等了。

要是很多人在等這把鑰匙，等鑰匙還回來以後，誰會優先得到鑰匙？Not guaranteed。象前面例子裡那個想連續使用兩個上鎖房間的傢伙，他

中間還鑰匙的時候如果還有其他人在等鑰匙，那麼沒有任何保證這傢伙能再次拿到。 （JAVA規範在很多地方都明確說明不保證，象

Thread.sleep()休息後多久會返回執行，相同優先權的執行緒那個首先被執行，當要訪問物件的鎖被 釋放後處於等待池的多個執行緒哪個會優先得

到，等等。我想最終的決定權是在JVM，之所以不保證，就是因為JVM在做出上述決定的時候，絕不是簡簡單單根據 一個條件來做出判斷，而是

根據很多條。而由於判斷條件太多，如果說出來可能會影響JAVA的推廣，也可能是因為智慧財產權保護的原因吧。SUN給了個不保證 就混過去了

。無可厚非。但我相信這些不確定，並非完全不確定。因為計算機這東西本身就是按指令執行的。即使看起來很隨機的現象，其實都是有規律

可尋。學過 計算機的都知道，計算機裡隨機數的學名是偽隨機數，是人運用一定的方法寫出來的，看上去隨機罷了。另外，或許是因為要想弄

的確定太費事，也沒多大意義，所 以不確定就不確定了吧。）

再來看看同步程式碼塊。和同步方法有小小的不同。

1.從尺寸上講，同步程式碼塊比同步方法小。你可以把同步程式碼塊看成是沒上鎖房間裡的一塊用帶鎖的屏風隔開的空間。

2.同步程式碼塊還可以人為的指定獲得某個其它物件的key。就像是指定用哪一把鑰匙才能開這個屏風的鎖，你可以用本房的鑰匙；你也可以指定

用另一個房子的鑰匙才能開，這樣的話，你要跑到另一棟房子那兒把那個鑰匙拿來，並用那個房子的鑰匙來開啟這個房子的帶鎖的屏風。

     記住你獲得的那另一棟房子的鑰匙，並不影響其他人進入那棟房子沒有鎖的房間。

     為什麼要使用同步程式碼塊呢？我想應該是這樣的：首先對程式來講同步的部分很影響執行效率，而一個方法通常是先建立一些區域性變

量，再對這些變數做一些 操作，如運算，顯示等等；而同步所覆蓋的程式碼越多，對效率的影響就越嚴重。因此我們通常儘量縮小其影響範圍。

如何做？同步程式碼塊。我們只把一個方法中該同 步的地方同步，比如運算。

     另外，同步程式碼塊可以指定鑰匙這一特點有個額外的好處，是可以在一定時期內霸佔某個物件的key。還記得前面說過普通情況下鑰

匙的使用原則嗎。現在不是普通情況了。你所取得的那把鑰匙不是永遠不還，而是在退出同步程式碼塊時才還。

      還用前面那個想連續用兩個上鎖房間的傢伙打比方。怎樣才能在用完一間以後，繼續使用另一間呢。用同步程式碼塊吧。先建立另外

一個執行緒，做一個同步程式碼 塊，把那個程式碼塊的鎖指向這個房子的鑰匙。然後啟動那個執行緒。只要你能在進入那個程式碼塊時抓到這房子的鑰匙

，你就可以一直保留到退出那個程式碼塊。也就是說 你甚至可以對本房內所有上鎖的房間遍歷，甚至再sleep(10*60*1000)，而房門口卻還有

1000個執行緒在等這把鑰匙呢。很過癮吧。

      在此對sleep()方法和鑰匙的關聯性講一下。一個執行緒在拿到key後，且沒有完成同步的內容時，如果被強制sleep()了，那key還一

直在 它那兒。直到它再次執行，做完所有同步內容，才會歸還key。記住，那傢伙只是幹活幹累了，去休息一下，他並沒幹完他要乾的事。為

了避免別人進入那個房間 把裡面搞的一團糟，即使在睡覺的時候他也要把那唯一的鑰匙戴在身上。

      最後，也許有人會問，為什麼要一把鑰匙通開，而不是一個鑰匙一個門呢？我想這純粹是因為複雜性問題。一個鑰匙一個門當然更

安全，但是會牽扯好多問題。鑰匙 的產生，保管，獲得，歸還等等。其複雜性有可能隨同步方法的增加呈幾何級數增加，嚴重影響效率。這也

算是一個權衡的問題吧。為了增加一點點安全性，導致效 率大大降低，是多麼不可取啊。

synchronized的一個簡單例子

public class TextThread {

public static void main(String[] args) {
TxtThread tt = new TxtThread();
new Thread(tt).start();
new Thread(tt).start();
new Thread(tt).start();
new Thread(tt).start();
}
}

class TxtThread implements Runnable {
int num = 100;
String str = new String();

public void run() {
synchronized (str) {
while (num > 0) {

 try { 
  Thread.sleep(1); 
 } catch (Exception e) { 
  e.getMessage(); 
 } 
 System.out.println(Thread.currentThread().getName() 
   + "this is " + num--); 
} 

}
}
}

上面的例子中為了製造一個時間差,也就是出錯的機會,使用了Thread.sleep(10)

Java對多執行緒的支援與同步機制深受大家的喜愛，似乎看起來使用了synchronized關鍵字就可以輕鬆地解決多執行緒共享資料同步問題。到底如

何？――還得對synchronized關鍵字的作用進行深入瞭解才可定論。

總的說來，synchronized關鍵字可以作為函式的修飾符，也可作為函式內的語句，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變數、object reference（物件引用）、static函式和class literals(類名稱字面常量)身上。

在進一步闡述之前，我們需要明確幾點：

A．無論synchronized關鍵字加在方法上還是物件上，它取得的鎖都是物件，而不是把一段程式碼或函式當作鎖――而且同步方法很可能還會被其

他執行緒的物件訪問。

B．每個物件只有一個鎖（lock）與之相關聯。

C．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，所以儘量避免無謂的同步控制。

接著來討論synchronized用到不同地方對程式碼產生的影響：

假設P1、P2是同一個類的不同物件，這個類中定義了以下幾種情況的同步塊或同步方法，P1、P2就都可以呼叫它們。

1． 把synchronized當作函式修飾符時，示例程式碼如下：

Public synchronized void methodAAA()

{

//….

}

這也就是同步方法，那這時synchronized鎖定的是哪個物件呢？它鎖定的是呼叫這個同步方法物件。也就是說，當一個物件P1在不同的執行緒中

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。但是這個物件所屬的Class所產生的另一物件P2卻可以任意呼叫這個被加了

synchronized關鍵字的方法。

上邊的示例程式碼等同於如下程式碼：

public void methodAAA()

{

synchronized (this) // (1)

{

   //…..

}

}

(1)處的this指的是什麼呢？它指的就是呼叫這個方法的物件，如P1。可見同步方法實質是將synchronized作用於object reference。――那個

拿到了P1物件鎖的執行緒，才可以呼叫P1的同步方法，而對P2而言，P1這個鎖與它毫不相干，程式也可能在這種情形下襬脫同步機制的控制，造

成資料混亂：（

2．同步塊，示例程式碼如下：

public void method3(SomeObject so)

{

synchronized(so)

{ 
   //….. 
}

}

這時，鎖就是so這個物件，誰拿到這個鎖誰就可以執行它所控制的那段程式碼。當有一個明確的物件作為鎖時，就可以這樣寫程式，但當沒有明

確的物件作為鎖，只是想讓一段程式碼同步時，可以建立一個特殊的instance變數（它得是一個物件）來充當鎖：

class Foo implements Runnable

{

    private byte[] lock = new byte[0]; // 特殊的instance變數

    Public void methodA() 
    {

       synchronized(lock) { //… }

    }

    //…..

}

注：零長度的byte陣列物件建立起來將比任何物件都經濟――檢視編譯後的位元組碼：生成零長度的byte[]物件只需3條操作碼，而Object lock

= new Object()則需要7行操作碼。

3．將synchronized作用於static 函式，示例程式碼如下：

Class Foo
{

public synchronized static void methodAAA()   // 同步的static 函式 
{ 
    //…. 
}

public void methodBBB() 
{

   synchronized(Foo.class)   // class literal(類名稱字面常量)

} 

}

程式碼中的methodBBB()方法是把class literal作為鎖的情況，它和同步的static函式產生的效果是一樣的，取得的鎖很特別，是當前呼叫這

個方法的物件所屬的類（Class，而不再是由這個Class產生的某個具體物件了）。

記得在《Effective Java》一書中看到過將 Foo.class和 P1.getClass()用於作同步鎖還不一樣，不能用P1.getClass()來達到鎖這個Class的

目的。P1指的是由Foo類產生的物件。

可以推斷：如果一個類中定義了一個synchronized的static函式A，也定義了一個synchronized 的instance函式B，那麼這個類的同一物件Obj

在多執行緒中分別訪問A和B兩個方法時，不會構成同步，因為它們的鎖都不一樣。A方法的鎖是Obj這個物件，而B的鎖是Obj所屬的那個Class。

小結如下：

搞清楚synchronized鎖定的是哪個物件，就能幫助我們設計更安全的多執行緒程式。

還有一些技巧可以讓我們對共享資源的同步訪問更加安全：

1． 定義private 的instance變數+它的 get方法，而不要定義public/protected的instance變數。如果將變數定義為public，物件在外界可以

繞過同步方法的控制而直接取得它，並改動它。這也是JavaBean的標準實現方式之一。

2． 如果instance變數是一個物件，如陣列或ArrayList什麼的，那上述方法仍然不安全，因為當外界物件通過get方法拿到這個instance物件

的引用後，又將其指向另一個物件，那麼這個private變數也就變了，豈不是很危險。 這個時候就需要將get方法也加上synchronized同步，並

且，只返回這個private物件的clone()――這樣，呼叫端得到的就是物件副本的引用了