synchronized 使用理解、锁对象

目的

本文只针对synchronized的使用进行描述以及代码演示。具体原理不做深入探讨

简介

synchronized 在多线程并发环境下，通过加锁的形式保证了数据的一致性，锁存在Java对象头里。如果对象是数组类型，则虚拟机用3个Word（字宽）存储对象头，如果对象是非数组类型，则用2字宽存储对象头。在32位虚拟机中，一字宽等于四字节，即32bit。

对象锁、代码块锁的使用

先看一段示例代码

代码块一

public class T {

    private Integer count = 0;
    private Object o = new Object();

    public void m() {
        //任何线程要执行下面的代码，必须先拿到o的锁
        synchronized (o) {
            for (int i = 0; i < 100000; i++) {
                count++;
            }
        }
    }


    public static void main(String[] args) throws InterruptedException {
        // 采用 CountDownLatch 保证了所有线程同时开始，同时结束
        CountDownLatch start = new CountDownLatch(1);
        CountDownLatch end = new CountDownLatch(10);
        T t = new T();
        for (int i = 0; i < 10; i++) {
            new Thread(() -> {
                try {
                    start.await();
                    t.m();
                } catch (InterruptedException e) {
                    e.printStackTrace();

                } finally {
                    end.countDown();
                }

            }).start();
        }
        start.countDown();
        end.await();
        System.out.println(Thread.currentThread().getName() + " count = " + t.count);
    }
}

输出结果：
main count = 1000000
结果正确。

结论：我们在多线程并发环境下，为了保证所有线程对某个对象、基本类型的操作保持唯一性，需要去拿到一个全局不变的唯一锁，只有锁对象不变才能保证计算变量的唯一性。

以上写法还可以直接锁当前对象不需要new 一个object

代码块二

public class T {

    private Integer count = 0;
    public void m() {
        //任何线程要执行下面的代码，必须先拿到当前对象的锁
        //锁的是当前对象
        synchronized (this) {
            for (int i = 0; i < 100000; i++) {
                count++;
            }
        }
    }
    public static void main(String[] args) throws InterruptedException {
        // 采用 CountDownLatch 保证了所有线程同时开始，同时结束
        CountDownLatch start = new CountDownLatch(1);
        CountDownLatch end = new CountDownLatch(10);
        T t = new T();
        for (int i = 0; i < 10; i++) {
            new Thread(() -> {
                try {
                    start.await();
                    t.m();
                } catch (InterruptedException e) {
                    e.printStackTrace();

                } finally {
                    end.countDown();
                }

            }).start();
        }
        start.countDown();
        end.await();
        System.out.println(Thread.currentThread().getName() + " count = " + t.count);
    }
}

上面的代码 还可以直接在m 方法上加锁，同样锁的是当前对象，如下代码

代码块三

public class T {

    private Integer count = 0;

    public synchronized void m() {
        //任何线程要执行下面的代码，必须先拿到当前对象的锁
        //锁的是当前对象
        for (int i = 0; i < 100000; i++) {
            count++;
        }
    }


    public static void main(String[] args) throws InterruptedException {
        // 采用 CountDownLatch 保证了所有线程同时开始，同时结束
        CountDownLatch start = new CountDownLatch(1);
        CountDownLatch end = new CountDownLatch(10);
        T t = new T();
        for (int i = 0; i < 10; i++) {
            new Thread(() -> {
                try {
                    start.await();
                    t.m();
                } catch (InterruptedException e) {
                    e.printStackTrace();

                } finally {
                    end.countDown();
                }

            }).start();
        }
        start.countDown();
        end.await();
        System.out.println(Thread.currentThread().getName() + " count = " + t.count);
    }
}

此代码块与代码块2 一样，锁的都是当前对象，代码块1为可自由锁定根据实际情况定的对象，一般采用代码块1 的方法进行代码块的锁定，这样减少了锁定的范围提高了代码的性能。通俗理解只要保证每次拿到的是同一个锁即可，对象变了锁也就变了。

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**

以下代码为错误的例子

public class T {

    private Integer count = 0;

    public void m() {
        //任何线程要执行下面的代码，必须先拿到当前对象的锁
        //锁的是当前对象
        synchronized (count) {
            for (int i = 0; i < 100000; i++) {
                count++;

            }
        }
    }


    public static void main(String[] args) throws InterruptedException {
        // 采用 CountDownLatch 保证了所有线程同时开始，同时结束
        CountDownLatch start = new CountDownLatch(1);
        CountDownLatch end = new CountDownLatch(10);
        T t = new T();
        for (int i = 0; i < 10; i++) {
            new Thread(() -> {
                try {
                    start.await();
                    t.m();
                } catch (InterruptedException e) {
                    e.printStackTrace();

                } finally {
                    end.countDown();
                }

            }).start();
        }
        start.countDown();
        end.await();
        System.out.println(Thread.currentThread().getName() + " count = " + t.count);
    }
}

输出结果：
main count = 185200  错误的结果，我们想要的是 1000000