Java 并发编程：一文了解 synchronized 的使用

在Java并发编程中，synchronized关键字是一个用于实现线程安全的重要工具。它可以用来保护共享资源，确保在同一时刻只有一个线程可以访问该资源，从而避免数据不一致或其他并发问题。本文将深入探讨synchronized的使用，包括其基本用法、特点及示例代码。

1. synchronized 的基本用法

synchronized 可以用于方法或代码块，主要有以下两种形式：

• 同步实例方法：通过在方法前加上synchronized关键字，来锁定当前对象（即 this）。
• 同步静态方法：通过在静态方法前加上synchronized关键字，使得这个方法在类级别上进行锁定，锁定的是该类的 Class 对象。
• 同步代码块：可以在代码块中使用synchronized，指定需要锁定的对象。

2. 特点

• 互斥性：当一个线程获得锁之后，其他线程将被阻塞，直到持有锁的线程释放锁。
• 可重入性：同一个线程可以多次获得同一个锁，避免了死锁的产生。
• 可见性：synchronized 保证了可见性，即当一个线程修改了共享变量的值，其他线程可以立即看到这个修改。

3. 示例代码

下面是一个示例，展示了如何使用synchronized来保护共享资源。

public class SynchronizedExample {

    private int counter = 0;

    // 同步实例方法
    public synchronized void increment() {
        counter++;
    }

    // 获取 counter 的值
    public int getCounter() {
        return counter;
    }

    public static void main(String[] args) {
        SynchronizedExample example = new SynchronizedExample();

        // 创建多个线程进行并发操作
        Thread t1 = new Thread(() -> {
            for (int i = 0; i < 1000; i++) {
                example.increment();
            }
        });

        Thread t2 = new Thread(() -> {
            for (int i = 0; i < 1000; i++) {
                example.increment();
            }
        });

        t1.start();
        t2.start();

        try {
            t1.join();
            t2.join();
        } catch (InterruptedException e) {
            e.printStackTrace();
        }

        System.out.println("Final counter value: " + example.getCounter());
    }
}

4. 代码解析

在上面的代码示例中，我们创建了一个SynchronizedExample类，其中包含一个 counter 变量和一个 increment 同步方法。我们启动了两个线程 t1 和 t2 ，它们各自尝试对 counter 进行累加操作。

• 线程安全：由于increment方法被synchronized 修饰，这意味着在任意时刻，只会有一个线程能够执行这个方法，从而保证了counter的安全性。

• 最终结果: 当两个线程都执行完毕后，我们会打印出 counter 的最终值，应该是2000，而不是一个小于2000的值，因为我们确保了每次累加操作都是安全的。

5. 结论

通过上述示例可以看出，synchronized 是实现线程安全的有效方式。虽然使用 synchronized 可以有效解决并发问题，但它也可能导致性能下降，尤其是在高并发情况下。因此，在实际应用中，需要根据具体的业务需求综合考虑选择合适的并发控制策略，如使用 ReentrantLock 或其他并发工具类。理解和正确使用 synchronized 是掌握 Java 并发编程的基础，对于构建可靠的多线程应用至关重要。