一個例子看懂Java中synchronized關鍵字到底怎麼用

本篇文章為大家帶來了關於java的相關知識，其中主要介紹了關於synchronized關鍵字的相關問題，包括了使用同步方法、使用同步語句或區塊以及什麼是同步、為什麼需要同步的相關內容，下面一起來看一下，希望對大家有幫助。

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在平時開發中，synchronized關鍵字常遇到，你知道synchronized怎麼用嗎？本文跟大家介紹一下。

我們有兩種方法可以使用同步：

• 使用同步方法
• 使用同步語句或區塊

使用同步方法

要讓方法同步，只需將synchronized關鍵字新增至其聲明：

public class SynchronizedDemo {

    private int i = 0;

    public synchronized void add() {
        i++;
    }

    public synchronized void del() {
        i--;
    }

    public synchronized int getValue() {
        return i;
    }
}

如上程式碼顯示，一共有三個同步方法：

• add()
• del()
• getValue()

每個方法同一個物件同一時刻只會被調用一次，例如一個執行緒在呼叫add()時，其他執行緒都會被阻塞，直到第一個執行緒處理完add()方法。

使用同步語句或區塊

    public void del(int value){

        synchronized(this){
            this.i -= value;
        }
    }

如上程式碼，synchronized加在了一個{}程式碼前，這個就代表是一個同步程式碼區塊。

以上就是synchronized關鍵字兩種使用方法，以下我們來簡單的介紹一下同步相關的概念。

什麼是同步？

同步是一個控制多個執行緒存取任何共享資源的進程，可以避免不一致的結果。使用同步的主要目的是避免執行緒的不一致行為，防止執行緒幹擾。

在java中可以使用synchronized 關鍵字來實現同步的效果，synchronized只能應用於方法和區塊，不能應用於變數和類別。

為啥需要同步？

首先我們來看一段程式碼：

public class SynchronizedDemo {

    int i;

    public void increment() {
        i++;
    }

    public static void main(String[] args) {
        SynchronizedDemo synchronizedDemo = new SynchronizedDemo();
        synchronizedDemo.increment();
        System.out.println("计算值为：" + synchronizedDemo.i);
    }
}

每當呼叫increment()方法時計算值都會加1：

調用2次就會加2，呼叫3次就會加3，呼叫4次就會加4：

public class SynchronizedDemo {

    int i;

    public void increment() {
        i++;
    }

    public static void main(String[] args) {
        SynchronizedDemo synchronizedDemo = new SynchronizedDemo();
        synchronizedDemo.increment();
        synchronizedDemo.increment();
        synchronizedDemo.increment();
        synchronizedDemo.increment();
        System.out.println("计算值为：" + synchronizedDemo.i);
    }
}

現在我們擴充一下上面的例子，建立一個線程去呼叫10次increment()方法：

public class SynchronizedDemo {

    int i;

    public void increment() {
        i++;
    }

    public static void main(String[] args) {
        SynchronizedDemo synchronizedDemo = new SynchronizedDemo();
        Thread thread = new Thread(() -> {
            for (int i = 1; i <= 10; i++) {
                synchronizedDemo.increment();
            }
        });
        thread.start();
        try {
            thread.join();
        } catch (InterruptedException e) {
            e.printStackTrace();
        }
        System.out.println("计算值为：" + synchronizedDemo.i);
    }
}

此時計算的結果正如我們預期的那樣，結果為10.

##這是單線程的情況，一切都是如此的美好，但事實真的如此嗎？如果是多執行緒環境，會是什麼樣的？

下面我們來示範多執行緒的情況！

public class SynchronizedDemo {

    int i;

    public void increment() {
        i++;
    }

    public static void main(String[] args) {
        SynchronizedDemo synchronizedDemo = new SynchronizedDemo();

        Thread thread1 = new Thread(() -> {
            for (int i = 1; i <= 1000; i++) {
                synchronizedDemo.increment();
            }
        });

        Thread thread2 = new Thread(() -> {
            for (int i = 1; i <= 1000; i++) {
                synchronizedDemo.increment();
            }
        });

        thread1.start();
        thread2.start();
        try {
            thread1.join();
            thread2.join();
        } catch (InterruptedException e) {
            e.printStackTrace();
        }
        System.out.println("计算值为：" + synchronizedDemo.i);
    }
}

如上程式碼，我們建立了兩個執行緒thread1 和thread2，每個執行緒呼叫1000次increment()，理論上最終列印的值應該是

2000#，因為thread1呼叫increment ()1000次後值會變成1000，thread2呼叫increment()1000次後值會變成2000.

我們執行一下，看看結果：

#結果和我們想的不一樣，小於2000，我們再執行：

#結果還是小於2000.

這是為什麼呢？

因為多執行緒支援並行處理，因此，兩個執行緒總是有可能同時取得計數器的值，因此都得到相同的計數器值，所以在這種情況下，不是遞增計數器的值兩次，只增加一次。

那麼，如何避免這種情況呢？

使用 synchronized 關鍵字即可解決。

我們只需要將increment()方法加上synchronized就可以了：

public class SynchronizedDemo {

    int i;

    public synchronized void increment() {
        i++;
    }

    public static void main(String[] args) {
        SynchronizedDemo synchronizedDemo = new SynchronizedDemo();

        Thread thread1 = new Thread(() -> {
            for (int i = 1; i <= 1000; i++) {
                synchronizedDemo.increment();
            }
        });

        Thread thread2 = new Thread(() -> {
            for (int i = 1; i <= 1000; i++) {
                synchronizedDemo.increment();
            }
        });

        thread1.start();
        thread2.start();
        try {
            thread1.join();
            thread2.join();
        } catch (InterruptedException e) {
            e.printStackTrace();
        }
        System.out.println("计算值为：" + synchronizedDemo.i);
    }
}

這個時候我們再執行一下：

#################################################################################################可以看到，值為2000.######我們把計算次數提高到10000次：###

public class SynchronizedDemo {

    int i;

    public synchronized void increment() {
        i++;
    }

    public static void main(String[] args) {
        SynchronizedDemo synchronizedDemo = new SynchronizedDemo();

        Thread thread1 = new Thread(() -> {
            for (int i = 1; i <= 10000; i++) {
                synchronizedDemo.increment();
            }
        });

        Thread thread2 = new Thread(() -> {
            for (int i = 1; i <= 10000; i++) {
                synchronizedDemo.increment();
            }
        });

        thread1.start();
        thread2.start();
        try {
            thread1.join();
            thread2.join();
        } catch (InterruptedException e) {
            e.printStackTrace();
        }
        System.out.println("计算值为：" + synchronizedDemo.i);
    }
}

###執行結果為：###############可以看出，一個小小的synchronized竟然那麼簡單的就解決了這個問題。 ###

這個背後的原理就是線程1執行increment()方法時，因為有synchronized，所以會自動將此方法加鎖，而此時只有線程1擁有這把鎖，其他線程只能等待，直到線程1釋放這把鎖，線程2才能參與呼叫。

同理，當線程2去調用increment()時，線程2拿到鎖，線程1進入等待，直到線程2釋放鎖，就這樣，直到計算完畢，在此過程中，不會出現計算錯誤的情況。

總結

• synchronized 關鍵字是使區塊或方法同步的唯一方法。
• synchronized 關鍵字提供了鎖定的特性，它確保執行緒之間不會出現競爭條件。被鎖定後，執行緒只能從主記憶體讀取數據，讀取資料後，它會刷新寫入操作，然後才能釋放鎖定。
• synchronized 關鍵字也有助於避免程式語句的重新排序。

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