透徹理解Java中Synchronized（對(duì)象鎖）和Static Synchronized（類鎖）的區(qū)別

本文講述了Java中Synchronized（對(duì)象鎖）和Static Synchronized（類鎖）的區(qū)別。分享給大家供大家參考，具體如下：

Synchronized和Static Synchronized區(qū)別

通過分析這兩個(gè)用法的分析，我們可以理解java中鎖的概念。一個(gè)是實(shí)例鎖（鎖在某一個(gè)實(shí)例對(duì)象上，如果該類是單例，那么該鎖也具有全局鎖的概念），一個(gè)是全局鎖（該鎖針對(duì)的是類，無(wú)論實(shí)例多少個(gè)對(duì)象，那么線程都共享該鎖）。實(shí)例鎖對(duì)應(yīng)的就是synchronized關(guān)鍵字，而類鎖（全局鎖）對(duì)應(yīng)的就是static synchronized（或者是鎖在該類的class或者classloader對(duì)象上）。

下面的文章做了很好的總結(jié)：

1.synchronized與static synchronized 的區(qū)別

synchronized是對(duì)類的當(dāng)前實(shí)例（當(dāng)前對(duì)象）進(jìn)行加鎖，防止其他線程同時(shí)訪問該類的該實(shí)例的所有synchronized塊，注意這里是“類的當(dāng)前實(shí)例”， 類的兩個(gè)不同實(shí)例就沒有這種約束了。

那么static synchronized恰好就是要控制類的所有實(shí)例的并發(fā)訪問，static synchronized是限制多線程中該類的所有實(shí)例同時(shí)訪問jvm中該類所對(duì)應(yīng)的代碼塊。實(shí)際上，在類中如果某方法或某代碼塊中有 synchronized，那么在生成一個(gè)該類實(shí)例后，該實(shí)例也就有一個(gè)監(jiān)視塊，防止線程并發(fā)訪問該實(shí)例的synchronized保護(hù)塊，而static synchronized則是所有該類的所有實(shí)例公用得一個(gè)監(jiān)視塊，這就是他們兩個(gè)的區(qū)別。也就是說synchronized相當(dāng)于 this.synchronized，而static synchronized相當(dāng)于Something.synchronized.（后面又講解）

一個(gè)日本作者-結(jié)成浩的《java多線程設(shè)計(jì)模式》有這樣的一個(gè)列子：

pulbic class Something(){ 
 public synchronized void isSyncA(){} 
 public synchronized void isSyncB(){} 
 public static synchronized void cSyncA(){} 
 public static synchronized void cSyncB(){} 
} 

那么，假如有Something類的兩個(gè)實(shí)例x與y，那么下列各組方法被多線程同時(shí)訪問的情況是怎樣的？

a. x.isSyncA()與x.isSyncB()
b. x.isSyncA()與y.isSyncA()
c. x.cSyncA()與y.cSyncB()
d. x.isSyncA()與Something.cSyncA()

這里，很清楚的可以判斷：

a，都是對(duì)同一個(gè)實(shí)例（x）的synchronized域訪問，因此不能被同時(shí)訪問。（多線程中訪問x的不同synchronized域不能同時(shí)訪問)

如果在多個(gè)線程中訪問x.isSyncA()，因?yàn)槿匀皇菍?duì)同一個(gè)實(shí)例，且對(duì)同一個(gè)方法加鎖，所以多個(gè)線程中也不能同時(shí)訪問。（多線程中訪問x的同一個(gè)synchronized域不能同時(shí)訪問)

b，是針對(duì)不同實(shí)例的，因此可以同時(shí)被訪問（對(duì)象鎖對(duì)于不同的對(duì)象實(shí)例沒有鎖的約束）

c，因?yàn)槭莝tatic synchronized，所以不同實(shí)例之間仍然會(huì)被限制,相當(dāng)于Something.isSyncA()與 Something.isSyncB()了，因此不能被同時(shí)訪問。

那么，第d呢?，書上的 答案是可以被同時(shí)訪問的，答案理由是synchronzied的是實(shí)例方法與synchronzied的類方法由于鎖定（lock）不同的原因。

個(gè)人分析也就是synchronized 與static synchronized 相當(dāng)于兩幫派，各自管各自，相互之間就無(wú)約束了，可以被同時(shí)訪問。

舉個(gè)例子：

public class TestSynchronized 
{ 
 public synchronized void test1() 
 { 
 int i = 5; 
 while( i-- > 0) 
 { 
 System.out.println(Thread.currentThread().getName() + " : " + i); 
 try 
 { 
 Thread.sleep(500); 
 } 
 catch (InterruptedException ie) 
 { 
 } 
 } 
 } 
 public static synchronized void test2() 
 { 
 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 TestSynchronized myt2 = new TestSynchronized(); 
 Thread test1 = new Thread( new Runnable() { public void run() { myt2.test1(); } }, "test1" ); 
 Thread test2 = new Thread( new Runnable() { public void run() { TestSynchronized.test2(); } }, "test2" ); 
 test1.start(); 
 test2.start(); 
// TestRunnable tr=new TestRunnable(); 
// Thread test3=new Thread(tr); 
// test3.start(); 
 } 
} 

test1 : 4 
test2 : 4 
test1 : 3 
test2 : 3 
test2 : 2 
test1 : 2 
test2 : 1 
test1 : 1 
test1 : 0 
test2 : 0 

上面代碼synchronized同時(shí)修飾靜態(tài)方法和實(shí)例方法，但是運(yùn)行結(jié)果是交替進(jìn)行的，這證明了類鎖和對(duì)象鎖是兩個(gè)不一樣的鎖，控制著不同的區(qū)域，它們是互不干擾的。同樣，線程獲得對(duì)象鎖的同時(shí)，也可以獲得該類鎖，即同時(shí)獲得兩個(gè)鎖，這是允許的。

結(jié)論：

A: synchronized static是某個(gè)類的范圍，synchronized static cSync{}防止多個(gè)線程中多個(gè)實(shí)例同時(shí)訪問這個(gè) 類中的synchronized static 方法。它可以對(duì)類的所有對(duì)象實(shí)例起作用。

B: synchronized 是某實(shí)例的范圍，synchronized isSync(){}防止多個(gè)線程中這一個(gè)實(shí)例同時(shí)訪問這個(gè)類的synchronized 方法。

其實(shí)總結(jié)起來(lái)很簡(jiǎn)單。

• 一個(gè)鎖的是類對(duì)象，一個(gè)鎖的是實(shí)例對(duì)象。
  
• 若類對(duì)象被lock，則類對(duì)象的所有同步方法全被lock；
  
• 若實(shí)例對(duì)象被lock，則該實(shí)例對(duì)象的所有同步方法全被lock。
  

2.synchronized方法與synchronized代碼快的區(qū)別

synchronized methods(){} 與synchronized（this）{}之間沒有什么區(qū)別，只是synchronized methods(){} 便于閱讀理解，而synchronized（this）{}可以更精確的控制沖突限制訪問區(qū)域，有時(shí)候表現(xiàn)更高效率。

兩種方式效率比較：

1、同步塊，代碼如下：

import java.util.concurrent.CountDownLatch; 
import java.util.concurrent.ExecutorService; 
import java.util.concurrent.Executors; 
public class TestSynchronized { 
 /** 
 * @param args 
 */ 
 public static void main(String[] args) { 
 ExecutorService service = Executors.newCachedThreadPool(); 
 final CountDownLatch cdOrder = new CountDownLatch(1); 
 final CountDownLatch cdAnswer = new CountDownLatch(3); 
 final SynchonizedClass sc = new SynchonizedClass(); 
 for(int i=0; i<3; i++){ 
 Runnable runnable = new Runnable(){ 
 public void run() { 
 try{ 
 cdOrder.await(); 
 sc.start(); 
 cdAnswer.countDown(); 
 }catch(Exception e){ 
 e.printStackTrace(); 
 } 
 } 
 }; 
 service.execute(runnable); 
 } 
 try{ 
 Thread.sleep((long) (Math.random()*10000)); 
 System.out.println("線程" + Thread.currentThread().getName() + 
 "發(fā)布執(zhí)行命令"); 
 cdOrder.countDown(); 
 long beginTime = System.currentTimeMillis(); 
 System.out.println("線程" + Thread.currentThread().getName() + 
 "已經(jīng)發(fā)送命令，正在等待結(jié)果"); 
 cdAnswer.await(); 
 System.out.println("線程" + Thread.currentThread().getName() + 
 "已收到所有響應(yīng)結(jié)果,所用時(shí)間為：" + (System.currentTimeMillis()-beginTime)); 
 }catch(Exception e){ 
 e.printStackTrace(); 
 } 
 service.shutdown(); 
 } 
} 
class SynchonizedClass{ 
 public void start() throws InterruptedException{ 
 Thread.sleep(100);//執(zhí)行其它邏輯消耗時(shí)間 
 synchronized(this){ 
 System.out.println("我運(yùn)行使用了 10 ms"); 
 } 
 } 
} 

運(yùn)行結(jié)果如下：

線程main發(fā)布執(zhí)行命令
線程main已經(jīng)發(fā)送命令，正在等待結(jié)果
我運(yùn)行使用了 10 ms
我運(yùn)行使用了 10 ms
我運(yùn)行使用了 10 ms
線程main已收到所有響應(yīng)結(jié)果,所用時(shí)間為：110

同步方法，代碼如下：

import java.util.concurrent.CountDownLatch; 
import java.util.concurrent.ExecutorService; 
import java.util.concurrent.Executors; 
public class TestSynchronized { 
 /** 
 * @param args 
 */ 
 public static void main(String[] args) { 
 ExecutorService service = Executors.newCachedThreadPool(); 
 final CountDownLatch cdOrder = new CountDownLatch(1); 
 final CountDownLatch cdAnswer = new CountDownLatch(3); 
 final SynchonizedClass sc = new SynchonizedClass(); 
 for(int i=0; i<3; i++){ 
 Runnable runnable = new Runnable(){ 
 public void run() { 
 try{ 
 cdOrder.await(); 
 sc.start(); 
 cdAnswer.countDown(); 
 }catch(Exception e){ 
 e.printStackTrace(); 
 } 
 } 
 }; 
 service.execute(runnable); 
 } 
 try{ 
 Thread.sleep((long) (Math.random()*10000)); 
 System.out.println("線程" + Thread.currentThread().getName() + 
 "發(fā)布執(zhí)行命令"); 
 cdOrder.countDown(); 
 long beginTime = System.currentTimeMillis(); 
 System.out.println("線程" + Thread.currentThread().getName() + 
 "已經(jīng)發(fā)送命令，正在等待結(jié)果"); 
 cdAnswer.await(); 
 System.out.println("線程" + Thread.currentThread().getName() + 
 "已收到所有響應(yīng)結(jié)果,所用時(shí)間為：" + (System.currentTimeMillis()-beginTime)); 
 }catch(Exception e){ 
 e.printStackTrace(); 
 } 
 service.shutdown(); 
 } 
} 
class SynchonizedClass{ 
 public synchronized void start() throws InterruptedException{ 
 Thread.sleep(100);//執(zhí)行其它邏輯消耗時(shí)間 
// synchronized(this){ 
 System.out.println("我運(yùn)行使用了 10 ms"); 
// } 
 } 
} 

運(yùn)行結(jié)果如下：

線程main發(fā)布執(zhí)行命令
線程main已經(jīng)發(fā)送命令，正在等待結(jié)果
我運(yùn)行使用了 10 ms
我運(yùn)行使用了 10 ms
我運(yùn)行使用了 10 ms
線程main已收到所有響應(yīng)結(jié)果,所用時(shí)間為：332

兩者相差：222ms。

 對(duì)比說明同步代碼塊比同步方法效率更高。

補(bǔ)充記憶：

1、synchronized關(guān)鍵字的作用域有二種：

1）是某個(gè)對(duì)象實(shí)例內(nèi)，synchronized aMethod(){}可以防止多個(gè)線程同時(shí)訪問這個(gè)對(duì)象的synchronized方法（如果一個(gè)對(duì)象有多個(gè)synchronized方法，只要一個(gè)線程訪問了其中的一個(gè)synchronized方法，其它線程不能同時(shí)訪問這個(gè)對(duì)象中任何一個(gè)synchronized方法）。這時(shí)，不同的對(duì)象實(shí)例的synchronized方法是不相干擾的。也就是說，其它線程照樣可以同時(shí)訪問相同類的另一個(gè)對(duì)象實(shí)例中的synchronized方法；

2）是某個(gè)類的范圍，synchronized static aStaticMethod{}防止多個(gè)線程中不同的實(shí)例對(duì)象（或者同一個(gè)實(shí)例對(duì)象）同時(shí)訪問這個(gè)類中的synchronized static 方法。它可以對(duì)類的所有對(duì)象實(shí)例起作用。

2、除了方法前用synchronized關(guān)鍵字，synchronized關(guān)鍵字還可以用于方法中的某個(gè)區(qū)塊中，表示只對(duì)這個(gè)區(qū)塊的資源實(shí)行互斥訪問。用法是: synchronized(this){/*區(qū)塊*/}（或者synchronized(obj){/*區(qū)塊*/}），它的作用域是當(dāng)前對(duì)象；

3、synchronized關(guān)鍵字是不能繼承的，也就是說，基類的方法synchronized f(){} 在繼承類中并不自動(dòng)是synchronized f(){}，而是變成了f(){}。繼承類需要你顯式的指定它的某個(gè)方法為synchronized方法；　

對(duì)synchronized(this)的一些理解（很好的解釋了對(duì)象鎖，注意其中的this關(guān)鍵字）　　

一、當(dāng)兩個(gè)并發(fā)線程訪問同一個(gè)對(duì)象object中的這個(gè)synchronized(this)同步代碼塊時(shí)，一個(gè)時(shí)間內(nèi)只能有一個(gè)線程得到執(zhí)行。另一個(gè)線程必須等待當(dāng)前線程執(zhí)行完這個(gè)代碼塊以后才能執(zhí)行該代碼塊?！?/p>

二、然而，當(dāng)一個(gè)線程訪問object的一個(gè)synchronized(this)同步代碼塊時(shí)，另一個(gè)線程仍然可以訪問該object中的非synchronized(this)同步代碼塊?！　?/p>

三、尤其關(guān)鍵的是，當(dāng)一個(gè)線程訪問object的一個(gè)synchronized(this)同步代碼塊時(shí)，其他線程對(duì)object中所有其它synchronized(this)同步代碼塊的訪問將被阻塞?！　?/p>

四、第三個(gè)例子同樣適用其它同步代碼塊。也就是說，當(dāng)一個(gè)線程訪問object的一個(gè)synchronized(this)同步代碼塊時(shí)，它就獲得了這個(gè)object的對(duì)象鎖。結(jié)果，其它線程對(duì)該object對(duì)象所有同步代碼部分的訪問都被暫時(shí)阻塞?！　?/p>

五、以上規(guī)則對(duì)其它對(duì)象鎖同樣適用

補(bǔ)充一段代碼，方便對(duì)synchronized關(guān)鍵字進(jìn)行測(cè)試（簡(jiǎn)單修改即可）

public class TestSynchronized 
{ 
 public void test1() 
 { 
 synchronized(this) 
 { 
 int i = 5; 
 while( i-- > 0) 
 { 
 System.out.println(Thread.currentThread().getName() + " : " + i); 
 try 
 { 
 Thread.sleep(500); 
 } 
 catch (InterruptedException ie) 
 { 
 } 
 } 
 } 
 } 
 public synchronized void test2() 
 { 
 int i = 5; 
 while( i-- > 0) 
 { 
 System.out.println(Thread.currentThread().getName() + " : " + i); 
 try 
 { 
 Thread.sleep(500); 
 } 
 catch (InterruptedException ie) 
 { 
 } 
 } 
 } 
 public synchronized void test3() 
 { 
 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 TestSynchronized myt2 = new TestSynchronized(); 
 final TestSynchronized myt3 = new TestSynchronized(); 
 Thread test1 = new Thread( new Runnable() { public void run() { myt2.test2(); } }, "test1" ); 
 Thread test2 = new Thread( new Runnable() { public void run() { myt2.test3(); } }, "test3" ); 
 test1.start();; 
 test2.start(); 
 } 
} 

運(yùn)行結(jié)果：

test1 : 4
test1 : 3
test1 : 2
test1 : 1
test1 : 0
test3 : 4
test3 : 3
test3 : 2
test3 : 1
test3 : 0

下面我們著重介紹java中的 Sychronized的用法，具體為：同步方法 與 同步塊synchronized 關(guān)鍵字，它包括兩種用法：synchronized 方法和 synchronized 塊?！?/p>

1. synchronized 方法：通過在方法聲明中加入 synchronized關(guān)鍵字來(lái)聲明 synchronized 方法。如：　

public synchronized void accessVal(int newVal);

synchronized 方法控制對(duì)類成員變量的訪問：每個(gè)類實(shí)例對(duì)應(yīng)一把鎖，每個(gè) synchronized 方法都必須獲得調(diào)用該方法的類實(shí)例的鎖方能執(zhí)行，否則所屬線程阻塞，方法一旦執(zhí)行，就獨(dú)占該鎖，直到從該方法返回時(shí)才將鎖釋放，此后被阻塞的線程方能獲得該鎖，重新進(jìn)入可執(zhí)行狀態(tài)。這種機(jī)制確保了同一時(shí)刻對(duì)于每一個(gè)類實(shí)例，其所有聲明為 synchronized 的成員函數(shù)中至多只有一個(gè)處于可執(zhí)行狀態(tài)（因?yàn)橹炼嘀挥幸粋€(gè)能夠獲得該類實(shí)例對(duì)應(yīng)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(shí)例，每一個(gè)類也對(duì)應(yīng)一把鎖，這樣我們也可將類的靜態(tài)成員函數(shù)聲明為static  synchronized ，以控制其對(duì)類的靜態(tài)成員變量的訪問。

synchronized 方法的缺陷：若將一個(gè)大的方法聲明為synchronized 將會(huì)大大影響效率，典型地，若將線程類的方法 run() 聲明為 synchronized ，由于在線程的整個(gè)生命期內(nèi)它一直在運(yùn)行，因此將導(dǎo)致它對(duì)本類任何 synchronized 方法的調(diào)用都永遠(yuǎn)不會(huì)成功。當(dāng)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 ，并在主方法中調(diào)用來(lái)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(guān)鍵字來(lái)聲明synchronized 塊。語(yǔ)法如下：　　

synchronized(syncObject) {
　　//允許訪問控制的代碼
　　}

synchronized 塊是這樣一個(gè)代碼塊，其中的代碼必須獲得對(duì)象 syncObject （如前所述，可以是類實(shí)例或類）的鎖方能執(zhí)行，具體機(jī)制同前所述。由于可以針對(duì)任意代碼塊，且可任意指定上鎖的對(duì)象，故靈活性較高。

注意：

在使用synchronized關(guān)鍵字時(shí)候，應(yīng)該盡可能避免在synchronized方法或synchronized塊中使用sleep或者yield方法，因?yàn)閟ynchronized程序塊占有著對(duì)象鎖，你休息那么其他的線程只能一邊等著你醒來(lái)執(zhí)行完了才能執(zhí)行。不但嚴(yán)重影響效率，也不合邏輯。

同樣，在同步程序塊內(nèi)調(diào)用yeild方法讓出CPU資源也沒有意義，因?yàn)槟阏加弥i，其他互斥線程還是無(wú)法訪問同步程序塊。當(dāng)然與同步程序塊無(wú)關(guān)的線程可以獲得更多的執(zhí)行時(shí)間。

以上就是本文的全部?jī)?nèi)容，希望對(duì)大家的學(xué)習(xí)有所幫助，也希望大家多多支持億速云。