synchronized 关键字作为同步锁时有哪些用法？请举例说明。

八股文_Java并发基础题 0 37

参考回答

synchronized 关键字是 Java 提供的一种内置同步机制，用于解决多线程环境下的线程安全问题。它可以用来修饰方法或代码块，保证同一时间只有一个线程可以访问被同步的代码。

synchronized 的主要用法包括：

修饰实例方法：对当前实例对象加锁。
修饰静态方法：对类对象加锁。
修饰代码块：对指定对象加锁。

详细讲解与示例

1. 修饰实例方法

作用：

同步方法对当前实例对象加锁，多个线程访问同一实例的同步方法时会发生互斥。

示例：

public class SynchronizedInstanceMethod {
    public synchronized void syncMethod() {
        System.out.println(Thread.currentThread().getName() + " 开始执行");
        try {
            Thread.sleep(1000); // 模拟耗时操作
        } catch (InterruptedException e) {
            e.printStackTrace();
        }
        System.out.println(Thread.currentThread().getName() + " 执行结束");
    }

    public static void main(String[] args) {
        SynchronizedInstanceMethod obj = new SynchronizedInstanceMethod();

        Thread t1 = new Thread(() -> obj.syncMethod(), "线程1");
        Thread t2 = new Thread(() -> obj.syncMethod(), "线程2");

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

输出（线程互斥执行）：

线程1 开始执行
线程1 执行结束
线程2 开始执行
线程2 执行结束

特点：

syncMethod() 方法锁住的是当前实例对象 obj，同一时间只有一个线程可以执行方法。

2. 修饰静态方法

作用：

同步静态方法对类对象（Class）加锁，无论多少线程访问该类的实例，静态方法都只能被一个线程访问。

示例：

public class SynchronizedStaticMethod {
    public static synchronized void syncStaticMethod() {
        System.out.println(Thread.currentThread().getName() + " 开始执行");
        try {
            Thread.sleep(1000); // 模拟耗时操作
        } catch (InterruptedException e) {
            e.printStackTrace();
        }
        System.out.println(Thread.currentThread().getName() + " 执行结束");
    }

    public static void main(String[] args) {
        Thread t1 = new Thread(() -> SynchronizedStaticMethod.syncStaticMethod(), "线程1");
        Thread t2 = new Thread(() -> SynchronizedStaticMethod.syncStaticMethod(), "线程2");

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

输出（静态方法锁类对象）：

线程1 开始执行
线程1 执行结束
线程2 开始执行
线程2 执行结束

特点：

syncStaticMethod() 方法锁住的是类对象 SynchronizedStaticMethod.class。
无论是否使用同一实例调用静态方法，线程都会互斥。

3. 修饰代码块

作用：

synchronized 代码块对指定的对象加锁，而不是方法或类。灵活性更高，可用于精确控制锁的范围。

示例：

public class SynchronizedBlock {
    private final Object lock = new Object();

    public void syncBlock() {
        System.out.println(Thread.currentThread().getName() + " 尝试进入同步块");
        synchronized (lock) {
            System.out.println(Thread.currentThread().getName() + " 开始执行同步块");
            try {
                Thread.sleep(1000); // 模拟耗时操作
            } catch (InterruptedException e) {
                e.printStackTrace();
            }
            System.out.println(Thread.currentThread().getName() + " 执行结束");
        }
    }

    public static void main(String[] args) {
        SynchronizedBlock obj = new SynchronizedBlock();

        Thread t1 = new Thread(() -> obj.syncBlock(), "线程1");
        Thread t2 = new Thread(() -> obj.syncBlock(), "线程2");

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

输出（代码块锁对象）：

线程1 尝试进入同步块
线程1 开始执行同步块
线程1 执行结束
线程2 尝试进入同步块
线程2 开始执行同步块
线程2 执行结束

特点：

只对指定的代码块加锁，锁住的对象是 lock，线程必须持有 lock 的锁才能进入同步块。
相比同步方法，锁的粒度更小，性能更高。

注意事项

对象锁与类锁不同
- 实例方法加锁（synchronized 修饰实例方法）锁的是当前对象实例。
- 静态方法加锁（synchronized 修饰静态方法）锁的是类对象。
- 两者互不影响。

示例：

public class LockDifference {
    public synchronized void instanceMethod() {
        System.out.println(Thread.currentThread().getName() + " 执行实例方法");
    }

    public static synchronized void staticMethod() {
        System.out.println(Thread.currentThread().getName() + " 执行静态方法");
    }

    public static void main(String[] args) {
        LockDifference obj = new LockDifference();

        Thread t1 = new Thread(() -> obj.instanceMethod(), "线程1");
        Thread t2 = new Thread(() -> LockDifference.staticMethod(), "线程2");

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

输出：

实例方法和静态方法分别锁住不同对象，可以并发执行：

线程1 执行实例方法
线程2 执行静态方法

避免死锁
- 当多个线程同时请求多个锁时，可能会导致死锁。需要保证加锁顺序一致。

示例（容易死锁）：

public class DeadlockExample {
    private final Object lock1 = new Object();
    private final Object lock2 = new Object();

    public void method1() {
        synchronized (lock1) {
            System.out.println(Thread.currentThread().getName() + " 获得锁1，等待锁2");
            synchronized (lock2) {
                System.out.println(Thread.currentThread().getName() + " 获得锁2");
            }
        }
    }

    public void method2() {
        synchronized (lock2) {
            System.out.println(Thread.currentThread().getName() + " 获得锁2，等待锁1");
            synchronized (lock1) {
                System.out.println(Thread.currentThread().getName() + " 获得锁1");
            }
        }
    }

    public static void main(String[] args) {
        DeadlockExample obj = new DeadlockExample();

        Thread t1 = new Thread(() -> obj.method1(), "线程1");
        Thread t2 = new Thread(() -> obj.method2(), "线程2");

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

总结

synchronized 关键字的用法：

修饰实例方法：锁住当前实例对象。
修饰静态方法：锁住类对象。
修饰代码块：锁住指定对象，灵活性更高。

注意事项：

理解对象锁与类锁的区别。
注意锁的使用顺序，避免死锁。
选择合适的锁粒度，保证线程安全的同时优化性能。