在 java 設(shè)計(jì)中塑悼，每一個(gè)對(duì)象自打娘胎里出來就帶了一把看不見的鎖锻狗，即 monitor 鎖掌腰。 Monitor 是線程私有的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)狰住，每一個(gè)線程都有一個(gè)可用 monitor record 列表，同時(shí)還有 一個(gè)全局可用列表齿梁。每一個(gè)被鎖住對(duì)象都會(huì)和一個(gè) monitor 關(guān)聯(lián)催植。Monitor 中有一個(gè) owner 字段存放擁有該對(duì)象的線程的唯一標(biāo)識(shí)，表示該鎖這這個(gè)線程占有勺择。Owner：初始時(shí)為 null创南， 表示當(dāng)前沒有任何線程擁有該 monitor record，當(dāng)線程成功擁有該鎖后保存線程唯一標(biāo)識(shí)省核， 當(dāng)鎖被釋放時(shí)稿辙，又設(shè)為 null。Entry Q：關(guān)聯(lián)一個(gè)系統(tǒng)互斥鎖气忠，阻塞 all 試圖鎖住 monitor entry 失敗的線程邻储。Next：用來實(shí)現(xiàn)重入鎖的計(jì)數(shù)。 鎖

Syschronized是java中的同步鎖旧噪，它修飾的對(duì)象有以下幾種

1. 修飾一個(gè)代碼塊芥备，被修飾的代碼塊稱為同步語句塊，其作用的范圍是大括號(hào){}括起來的代碼舌菜，作用的對(duì)象是調(diào)用這個(gè)代碼塊的對(duì)象；
2. 修飾一個(gè)方法亦镶，被修飾的方法稱為同步方法日月，其作用的范圍是整個(gè)方法，作用的對(duì)象是調(diào)用這個(gè)方法的對(duì)象缤骨；
3. 修飾一個(gè)靜態(tài)的方法爱咬，其作用的范圍是整個(gè)靜態(tài)方法，作用的對(duì)象是這個(gè)類的所有對(duì)象绊起；
4. 修飾一個(gè)類精拟，其作用的范圍是synchronized后面括號(hào)括起來的部分，作用主的對(duì)象是這個(gè)類的所有對(duì)象。

修飾一個(gè)代碼塊

同步代碼塊 使用 monitorenter 和 moniterexit 指令實(shí)現(xiàn)蜂绎，monitorenter 指令插入到同步代碼塊的開始位置栅表，moniterexit 指令插入到同步代碼塊的結(jié)束位置，jvm 需 要保證每一個(gè) monitorenter 都有一個(gè) moniterexit 與之對(duì)應(yīng)师枣。任何對(duì)象都有一個(gè) monitor 與之 相關(guān)聯(lián)怪瓶，當(dāng)且一個(gè) monitor 被持有之后，他將處于鎖定狀態(tài)践美。線程執(zhí)行到 monitor 指令前洗贰， 將會(huì)嘗試獲取對(duì)象所對(duì)應(yīng)的 monitor 所有權(quán)，即嘗試獲取對(duì)象的鎖
1.一個(gè)線程訪問一個(gè)對(duì)象中的synchronized(this)同步代碼塊時(shí)陨倡，其他試圖訪問該對(duì)象的線程將被阻塞敛滋。我們看下面一個(gè)例子

/**
 * 同步線程
 */
class SyncThread implements Runnable {
   private static int count;

   public SyncThread() {
      count = 0;
   }

   public  void run() {
      synchronized(this) {
         for (int i = 0; i < 5; i++) {
            try {
               System.out.println(Thread.currentThread().getName() + ":" + (count++));
               Thread.sleep(100);
            } catch (InterruptedException e) {
               e.printStackTrace();
            }
         }
      }
   }

   public int getCount() {
      return count;
   }
}


SyncThread syncThread = new SyncThread();
Thread thread1 = new Thread(syncThread, "SyncThread1");
Thread thread2 = new Thread(syncThread, "SyncThread2");
thread1.start();
thread2.start();

結(jié)果：

image.png

當(dāng)兩個(gè)并發(fā)線程(thread1和thread2)訪問同一個(gè)對(duì)象(syncThread)中的synchronized代碼塊時(shí)，在同一時(shí)刻只能有一個(gè)線程得到執(zhí)行兴革，另一個(gè)線程受阻塞绎晃，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。Thread1和thread2是互斥的帖旨，因?yàn)樵趫?zhí)行synchronized代碼塊時(shí)會(huì)鎖定當(dāng)前的對(duì)象箕昭，只有執(zhí)行完該代碼塊才能釋放該對(duì)象鎖，下一個(gè)線程才能執(zhí)行并鎖定該對(duì)象

我們改一下調(diào)用的主函數(shù)

image.png

結(jié)果如下：

image.png

image.png

這時(shí)創(chuàng)建了兩個(gè)SyncThread的對(duì)象syncThread1和syncThread2解阅，線程thread1執(zhí)行的是syncThread1對(duì)象中的synchronized代碼(run)落竹，而線程thread2執(zhí)行的是syncThread2對(duì)象中的synchronized代碼(run)；我們知道synchronized鎖定的是對(duì)象货抄，這時(shí)會(huì)有兩把鎖分別鎖定syncThread1對(duì)象和syncThread2對(duì)象述召，而這兩把鎖是互不干擾的，不形成互斥蟹地，所以兩個(gè)線程可以同時(shí)執(zhí)行

2.當(dāng)一個(gè)線程訪問對(duì)象的一個(gè)synchronized(this)同步代碼塊時(shí)积暖，另一個(gè)線程仍然可以訪問該對(duì)象中的非synchronized(this)同步代碼塊

class Counter implements Runnable{
   private int count;

   public Counter() {
      count = 0;
   }

   public void countAdd() {
      synchronized(this) {
         for (int i = 0; i < 5; i ++) {
            try {
               System.out.println(Thread.currentThread().getName() + ":" + (count++));
               Thread.sleep(100);
            } catch (InterruptedException e) {
               e.printStackTrace();
            }
         }
      }
   }

   //非synchronized代碼塊，未對(duì)count進(jìn)行讀寫操作怪与，所以可以不用synchronized
   public void printCount() {
      for (int i = 0; i < 5; i ++) {
         try {
            System.out.println(Thread.currentThread().getName() + " count:" + count);
            Thread.sleep(100);
         } catch (InterruptedException e) {
            e.printStackTrace();
         }
      }
   }

   public void run() {
      String threadName = Thread.currentThread().getName();
      if (threadName.equals("A")) {
         countAdd();
      } else if (threadName.equals("B")) {
         printCount();
      }
   }

//調(diào)用代碼
Counter counter = new Counter();
Thread thread1 = new Thread(counter, "A");
Thread thread2 = new Thread(counter, "B");
thread1.start();
thread2.start();
}

結(jié)果：

image.png

上面代碼中countAdd是一個(gè)synchronized的夺刑，printCount是非synchronized的。從上面的結(jié)果中可以看出一個(gè)線程訪問一個(gè)對(duì)象的synchronized代碼塊時(shí)分别，別的線程可以訪問該對(duì)象的非synchronized代碼塊而不受阻塞遍愿。

指定給某個(gè)對(duì)象枷鎖

/**
 * 銀行賬戶類
 */
class Account {
   String name;
   float amount;

   public Account(String name, float amount) {
      this.name = name;
      this.amount = amount;
   }
   //存錢
   public  void deposit(float amt) {
      amount += amt;
      try {
         Thread.sleep(100);
      } catch (InterruptedException e) {
         e.printStackTrace();
      }
   }
   //取錢
   public  void withdraw(float amt) {
      amount -= amt;
      try {
         Thread.sleep(100);
      } catch (InterruptedException e) {
         e.printStackTrace();
      }
   }

   public float getBalance() {
      return amount;
   }
}

/**
 * 賬戶操作類
 */
class AccountOperator implements Runnable{
   private Account account;
   public AccountOperator(Account account) {
      this.account = account;
   }

   public void run() {
      synchronized (account) {
         account.deposit(500);
         account.withdraw(500);
         System.out.println(Thread.currentThread().getName() + ":" + account.getBalance());
      }
   }
}

//調(diào)用代碼
Account account = new Account("zhang san", 10000.0f);
AccountOperator accountOperator = new AccountOperator(account);

final int THREAD_NUM = 5;
Thread threads[] = new Thread[THREAD_NUM];
for (int i = 0; i < THREAD_NUM; i ++) {
   threads[i] = new Thread(accountOperator, "Thread" + i);
   threads[i].start();
}

結(jié)果：

image.png

在AccountOperator 類中的run方法里，我們用synchronized 給account對(duì)象加了鎖耘斩。這時(shí)沼填，當(dāng)一個(gè)線程訪問account對(duì)象時(shí)，其他試圖訪問account對(duì)象的線程將會(huì)阻塞括授，直到該線程訪問account對(duì)象結(jié)束坞笙。也就是說誰拿到那個(gè)鎖誰就可以運(yùn)行它所控制的那段代碼岩饼。
當(dāng)有一個(gè)明確的對(duì)象作為鎖時(shí)，就可以用類似下面這樣的方式寫程序薛夜。

public void method3(SomeObject obj)
{
   //obj 鎖定的對(duì)象
   synchronized(obj)
   {
      // todo
   }
}

當(dāng)沒有明確的對(duì)象作為鎖籍茧，只是想讓一段代碼同步時(shí)，可以創(chuàng)建一個(gè)特殊的對(duì)象來充當(dāng)鎖：

class Test implements Runnable
{
   private byte[] lock = new byte[0];  // 特殊的instance變量
   public void method()
   {
      synchronized(lock) {
         // todo 同步代碼塊
      }
   }

   public void run() {

   }
}

說明：零長度的byte數(shù)組對(duì)象創(chuàng)建起來將比任何對(duì)象都經(jīng)濟(jì)――查看編譯后的字節(jié)碼：生成零長度的byte[]對(duì)象只需3條操作碼却邓，而Object lock = new Object()則需要7行操作碼硕糊。

修飾一個(gè)方法

Synchronized修飾一個(gè)方法很簡(jiǎn)單，就是在方法的前面加synchronized腊徙，public synchronized void method(){//todo}; synchronized修飾方法和修飾一個(gè)代碼塊類似简十，只是作用范圍不一樣，修飾代碼塊是大括號(hào)括起來的范圍撬腾，而修飾方法范圍是整個(gè)函數(shù)螟蝙。如將【Demo1】中的run方法改成如下的方式，實(shí)現(xiàn)的效果一樣民傻。

public synchronized void run() {
   for (int i = 0; i < 5; i ++) {
      try {
         System.out.println(Thread.currentThread().getName() + ":" + (count++));
         Thread.sleep(100);
      } catch (InterruptedException e) {
         e.printStackTrace();
      }
   }
}

Synchronized作用于整個(gè)方法的寫法胰默。
寫法1：

public synchronized void method()
{
   // todo
}

寫法2：

public void method()
{
   synchronized(this) {
      // todo
   }
}

寫法一修飾的是一個(gè)方法，寫法二修飾的是一個(gè)代碼塊漓踢，但寫法一與寫法二是等價(jià)的牵署，都是鎖定了整個(gè)方法時(shí)的內(nèi)容。

同步方法喧半。依靠的 是方法修飾符上的 ACC_SYNCHRONIZED 實(shí)現(xiàn)奴迅。Synchronized 方法則會(huì)被翻譯為普通的方法調(diào) 用和返回指令，比如 invokevirtual 指令挺据，在 jvm 字節(jié)碼層面并沒有任何特別的指令來實(shí)現(xiàn) synchronized 修飾的方法取具，而是在 class 文件的方法表中將該方法的 access_flags 字段中的 synchronized 標(biāo)志位置為 1，表示該方法為 synchronized 方法扁耐，且使用調(diào)用該方法的對(duì)象 or 該方法所屬的 class 在 jvm 內(nèi)部對(duì)象表示作為鎖對(duì)象暇检。

在用synchronized修飾方法時(shí)要注意以下幾點(diǎn)：

1. synchronized關(guān)鍵字不能繼承。
   雖然可以使用synchronized來定義方法婉称，但synchronized并不屬于方法定義的一部分块仆，因此，synchronized關(guān)鍵字不能被繼承王暗。如果在父類中的某個(gè)方法使用了synchronized關(guān)鍵字榨乎，而在子類中覆蓋了這個(gè)方法，在子類中的這個(gè)方法默認(rèn)情況下并不是同步的瘫筐，而必須顯式地在子類的這個(gè)方法中加上synchronized關(guān)鍵字才可以。當(dāng)然铐姚，還可以在子類方法中調(diào)用父類中相應(yīng)的方法策肝，這樣雖然子類中的方法不是同步的肛捍，但子類調(diào)用了父類的同步方法，因此之众，子類的方法也就相當(dāng)于同步了拙毫。這兩種方式的例子代碼如下：
   在子類方法中加上synchronized關(guān)鍵字

class Parent {
   public synchronized void method() { }
}
class Child extends Parent {
   public synchronized void method() { }
}

在子類方法中調(diào)用父類的同步方法

class Parent {
   public synchronized void method() {   }
}
class Child extends Parent {
   public void method() { super.method();   }
} 

1.在定義接口方法時(shí)不能使用synchronized關(guān)鍵字。
2.構(gòu)造方法不能使用synchronized關(guān)鍵字棺禾，但可以使用synchronized代碼塊來進(jìn)行同步缀蹄。

修飾一個(gè)靜態(tài)方法

public synchronized static void method() {
   // todo
}

我們知道靜態(tài)方法是屬于類的而不屬于對(duì)象的。同樣的膘婶，synchronized修飾的靜態(tài)方法鎖定的是這個(gè)類的所有對(duì)象缺前。我們對(duì)Demo1進(jìn)行一些修改如下：

/**
 * 同步線程
 */
class SyncThread implements Runnable {
   private static int count;

   public SyncThread() {
      count = 0;
   }

   public synchronized static void method() {
      for (int i = 0; i < 5; i ++) {
         try {
            System.out.println(Thread.currentThread().getName() + ":" + (count++));
            Thread.sleep(100);
         } catch (InterruptedException e) {
            e.printStackTrace();
         }
      }
   }

   public synchronized void run() {
      method();
   }
}
//調(diào)用代碼
SyncThread syncThread1 = new SyncThread();
SyncThread syncThread2 = new SyncThread();
Thread thread1 = new Thread(syncThread1, "SyncThread1");
Thread thread2 = new Thread(syncThread2, "SyncThread2");
thread1.start();
thread2.start();

結(jié)果：

image.png

syncThread1和syncThread2是SyncThread的兩個(gè)對(duì)象，但在thread1和thread2并發(fā)執(zhí)行時(shí)卻保持了線程同步悬襟。這是因?yàn)閞un中調(diào)用了靜態(tài)方法method衅码，而靜態(tài)方法是屬于類的，所以syncThread1和syncThread2相當(dāng)于用了同一把鎖脊岳。這與Demo1是不同的逝段。

修飾一個(gè)類

Synchronized還可作用于一個(gè)類，用法如下：

class ClassName {
   public void method() {
      synchronized(ClassName.class) {
         // todo
      }
   }
}

代碼：

/**
 * 同步線程
 */
class SyncThread implements Runnable {
   private static int count;

   public SyncThread() {
      count = 0;
   }

   public static void method() {
      synchronized(SyncThread.class) {
         for (int i = 0; i < 5; i ++) {
            try {
               System.out.println(Thread.currentThread().getName() + ":" + (count++));
               Thread.sleep(100);
            } catch (InterruptedException e) {
               e.printStackTrace();
            }
         }
      }
   }

   public synchronized void run() {
      method();
   }
}

其效果和【Demo5】是一樣的割捅，synchronized作用于一個(gè)類T時(shí)奶躯，是給這個(gè)類T加鎖，T的所有對(duì)象用的是同一把鎖亿驾。

總結(jié)

A. 無論synchronized關(guān)鍵字加在方法上還是對(duì)象上嘹黔，如果它作用的對(duì)象是非靜態(tài)的，則它取得的鎖是對(duì)象颊乘；如果synchronized作用的對(duì)象是一個(gè)靜態(tài)方法或一個(gè)類参淹，則它取得的鎖是對(duì)類，該類所有的對(duì)象同一把鎖乏悄。
B. 每個(gè)對(duì)象只有一個(gè)鎖（lock）與之相關(guān)聯(lián)浙值，誰拿到這個(gè)鎖誰就可以運(yùn)行它所控制的那段代碼。
C. 實(shí)現(xiàn)同步是要很大的系統(tǒng)開銷作為代價(jià)的檩小，甚至可能造成死鎖开呐，所以盡量避免無謂的同步控制。

Lock與Synchronized的區(qū)別：

1. Lock是一個(gè)接口规求，而synchronized是Java中的關(guān)鍵字筐付，synchronized是內(nèi)置的語言實(shí) 現(xiàn)；
2. Synchronized采用的是CPU悲觀鎖機(jī)制阻肿，即線程獲得的獨(dú)占鎖瓦戚。Lock用的是樂觀鎖方 式，每次不加鎖而是假設(shè)沒有沖突丛塌，而去完成某項(xiàng)操作较解，如果因?yàn)闆_突失敗就重試畜疾，直 到成功為止。
3. synchronized在發(fā)生異常時(shí)印衔，會(huì)自動(dòng)釋放線程占有的鎖啡捶，因此不會(huì)導(dǎo)致死鎖現(xiàn)象發(fā)生；而 Lock在發(fā)生異常時(shí)奸焙，如果沒有主動(dòng)通過unLock()去釋放鎖瞎暑，則很可能造成死鎖現(xiàn)象，因 此使用Lock時(shí)需要在finally塊中釋放鎖与帆；
4. Lock可以讓等待鎖的線程響應(yīng)中斷了赌，而synchronized卻不行，使用synchronized時(shí)鲤桥，等待 的線程會(huì)一直等待下去揍拆，不能夠響應(yīng)中斷；lock是可中斷的鎖茶凳，而synchronized是不可中 斷鎖嫂拴。lock只能中斷等待鎖的線程，不能中斷正在執(zhí)行的線程贮喧。
5. 通過Lock可以知道有沒有成功獲取鎖筒狠，而synchronized卻無法辦到。
6. 在資源競(jìng)爭(zhēng)不是很激烈的情況下箱沦，Synchronized的性能要優(yōu)于ReetrantLock辩恼，但是在資 源競(jìng)爭(zhēng)很激烈的情況下，Synchronized的性能會(huì)下降幾十倍谓形，但是ReetrantLock的性能 能維持常態(tài)灶伊；（JDK1.6之前）

Volatile和Synchronized區(qū)別

1. 粒度不同，Volatile針對(duì)變量寒跳，Synchronized針對(duì)對(duì)象和類聘萨。
2. Synchronized阻塞，Volatile不阻塞童太。
3. Synchronized保證：原子性米辐、可見性、有序性书释。Volatile保證：可見性翘贮、有序性，不保證 原子性爆惧。
4. volatile變量是一和更輕量級(jí)的同步機(jī)制狸页，因?yàn)樵谑褂眠@些變量時(shí)不會(huì)發(fā)生上下文切換和 線程調(diào)度等操作。

本文參考 http://blog.csdn.net/luoweifu/article/details/46613015