源码解析Synchronized同步方法的八种使用场景，收藏

简介

本文将介绍8种同步方法的访问场景，我们来看看这八种情况下，多线程访问同步方法是否还是线程安全的。这些场景是多线程编程中经常遇到的，而且也是面试时高频被问到的问题，所以不管是理论还是实践，这些都是多线程场景必须要掌握的场景。

好了，话不多说，看正文吧，关注公众号：Java架构师联盟

场景一：两个线程同时访问同一个对象的同步方法

分析：这种情况是经典的对象锁中的方法锁，两个线程争夺同一个对象锁，所以会相互等待，是线程安全的。

代码实现

package com.syn;/** * @author ：biws * @date ：Created in 2020/12/21 22:27 * @description：两个线程同时访问同一个对象的同步方法 */public class Condition1 implements Runnable { private static Condition1 instance = new Condition1(); @Override public void run() {  method(); } //关键：synchronized可以保证此方法被顺序执行，线程1执行完4秒钟后，线程2再执行4秒。不加synchronized，线程1和线程2将同时执行 private synchronized void method() {  System.out.println("线程：" + Thread.currentThread().getName() + "，运行开始");  try {   //模拟执行一段操作，耗时4秒钟   Thread.sleep(4000);   System.out.println("线程：" + Thread.currentThread().getName() + "，运行结束");  } catch (InterruptedException e) {   e.printStackTrace();  } } public static void main(String[] args) {  // 模拟：同一个对象下，两个线程，同步执行一个方法（串行执行则为线程安全，并行执行，则为线程不安全，）  Thread thread1 = new Thread(instance);  Thread thread2 = new Thread(instance);  thread1.start();  thread2.start();  while (thread1.isAlive() || thread2.isAlive()) {  }  System.out.println("测试结束"); }}

运行结果

结果分析

发现运行结果中，多个线程也是串行执行的，效果跟同步代码块锁是一致的。

场景二：两个线程同时访问两个对象的同步方法

这种场景就是对象锁失效的场景，原因出在访问的是两个对象的同步方法，那么这两个线程分别持有的两个线程的锁，所以是互相不会受限的。加锁的目的是为了让多个线程竞争同一把锁，而这种情况多个线程之间不再竞争同一把锁，而是分别持有一把锁

代码验证：

package com.syn;/** * @author ：biws * @date ：Created in 2020/12/21 22:10 * @description：两个线程同时访问两个对象的同步方法 */public class Condition2 implements Runnable { // 创建两个不同的对象 static Condition2 instance1 = new Condition2(); static Condition2 instance2 = new Condition2(); @Override public void run() {  method(); } private synchronized void method() {  System.out.println("线程名：" + Thread.currentThread().getName() + "，运行开始");  try {   Thread.sleep(4000);  } catch (InterruptedException e) {   e.printStackTrace();  }  System.out.println("线程：" + Thread.currentThread().getName() + "，运行结束"); } public static void main(String[] args) {  Thread thread1 = new Thread(instance1);  Thread thread2 = new Thread(instance2);  thread1.start();  thread2.start();  while (thread1.isAlive() || thread2.isAlive()) {  }  System.out.println("测试结束"); }}

运行结果：

两个线程是并行执行的，所以线程不安全。

代码分析：

「问题在此：」两个线程（thread1、thread2），访问两个对象（instance1、instance2）的同步方法（method()）,两个线程都有各自的锁，不能形成两个线程竞争一把锁的局势，所以这时，synchronized修饰的方法method()和不用synchronized修饰的效果一样（不信去把synchronized关键字去掉，运行结果一样），所以此时的method()只是个普通方法。

「如何解决这个问题：」若要使锁生效，只需将method()方法用static修饰，这样就形成了类锁，多个实例（instance1、instance2）共同竞争一把类锁，就可以使两个线程串行执行了。

场景三：两个线程同时访问（一个或两个）对象的静态同步方法

这个场景解决的是场景二中出现的线程不安全问题，即用类锁实现

代码实现

package com.syn;/** * @author ：biws * @date ：Created in 2020/12/21 22:32 * @description：静态方法锁的方式实现类锁 */public class Condition3 implements Runnable { // 这两个实例，声明为static，是因为要在main方法中测试，与方法锁无关 static Condition3 instance1 = new Condition3(); static Condition3 instance2 = new Condition3(); // 关键： static synchronized两个关键字同时使用 private static synchronized void method() {  System.out.println("线程名：" + Thread.currentThread().getName() + "，运行开始");  try {   Thread.sleep(4000);  } catch (InterruptedException e) {   e.printStackTrace();  }  System.out.println("线程：" + Thread.currentThread().getName() + "，运行结束"); } @Override public void run() {  method(); } public static void main(String[] args) {  Thread thread1 = new Thread(instance1);  Thread thread2 = new Thread(instance2);  thread1.start();  thread2.start();  try {   //两个线程必须都执行完毕后   thread1.join();   thread2.join();  } catch (InterruptedException e) {   e.printStackTrace();  }  System.out.println("两个线程都已经执行完毕"); }}

结果展示

场景四：两个线程分别同时访问（一个或两个）对象的同步方法和非同步方法

这个场景是两个线程其中一个访问同步方法，另一个访问非同步方法，此时程序会不会串行执行呢，也就是说是不是线程安全的呢？我们可以确定是线程不安全的，如果方法不加synchronized都是安全的，那就不需要同步方法了。

package com.syn;/** * @author ：biws * @date ：Created in 2020/12/21 22:12 * @description：两个线程同时访问（一个或两个）对象的静态同步方法 */public class Condition4 implements Runnable { static Condition4 instance = new Condition4(); @Override public void run() {  //两个线程访问同步方法和非同步方法  if (Thread.currentThread().getName().equals("Thread-0")) {   //线程0,执行同步方法method0()   method0();  }  if (Thread.currentThread().getName().equals("Thread-1")) {   //线程1,执行非同步方法method1()   method1();  } } // 同步方法 private synchronized void method0() {  System.out.println("线程名：" + Thread.currentThread().getName() + "，同步方法，运行开始");  try {   Thread.sleep(4000);  } catch (InterruptedException e) {   e.printStackTrace();  }  System.out.println("线程：" + Thread.currentThread().getName() + "，同步方法，运行结束"); } // 普通方法 private void method1() {  System.out.println("线程名：" + Thread.currentThread().getName() + "，普通方法，运行开始");  try {   Thread.sleep(4000);  } catch (InterruptedException e) {   e.printStackTrace();  }  System.out.println("线程：" + Thread.currentThread().getName() + "，普通方法，运行结束"); } public static void main(String[] args) {  Thread thread1 = new Thread(instance);  Thread thread2 = new Thread(instance);  thread1.start();  thread2.start();  while (thread1.isAlive() || thread2.isAlive()) {  }  System.out.println("测试结束"); }}

运行结果：

两个线程是并行执行的，所以是线程不安全的。

结果分析

「问题在于此：」 method1没有被synchronized修饰，所以不会受到锁的影响。即便是在同一个对象中，当然在多个实例中，更不会被锁影响了。

场景五：两个线程访问同一个对象中的同步方法，同步方法又调用一个非同步方法

我们来实验下这个场景，用两个线程调用同步方法，在同步方法中调用普通方法；再用一个线程直接调用普通方法，看看是否是线程安全的？

package com.syn;/** * @author ：biws * @date ：Created in 2020/12/21 22:14 * @description：两个线程访问同一个对象中的同步方法，同步方法又调用一个非同步方法 */public class Condition5 implements Runnable { static Condition5 instance = new Condition5(); @Override public void run() {  if (Thread.currentThread().getName().equals("Thread-0")) {   //直接调用普通方法   method2();  } else {   // 先调用同步方法，在同步方法内调用普通方法   method1();  } } // 同步方法 private static synchronized void method1() {  System.out.println("线程名：" + Thread.currentThread().getName() + "，同步方法，运行开始");  try {   Thread.sleep(2000);  } catch (InterruptedException e) {   e.printStackTrace();  }  System.out.println("线程：" + Thread.currentThread().getName() + "，同步方法，运行结束,开始调用普通方法");  method2(); } // 普通方法 private static void method2() {  System.out.println("线程名：" + Thread.currentThread().getName() + "，普通方法，运行开始");  try {   Thread.sleep(4000);  } catch (InterruptedException e) {   e.printStackTrace();  }  System.out.println("线程：" + Thread.currentThread().getName() + "，普通方法，运行结束"); } public static void main(String[] args) {  // 此线程直接调用普通方法  Thread thread0 = new Thread(instance);  // 这两个线程直接调用同步方法  Thread thread1 = new Thread(instance);  Thread thread2 = new Thread(instance);  thread0.start();  thread1.start();  thread2.start();  while (thread0.isAlive() || thread1.isAlive() || thread2.isAlive()) {  }  System.out.println("测试结束"); }}

运行结果：

结果分析：

我们可以看出，普通方法被两个线程并行执行，不是线程安全的。这是为什么呢？

因为如果非同步方法，有任何其他线程直接调用，而不是仅在调用同步方法时，才调用非同步方法，此时会出现多个线程并行执行非同步方法的情况，线程就不安全了。

对于同步方法中调用非同步方法时，要想保证线程安全，就必须保证非同步方法的入口，仅出现在同步方法中。但这种控制方式不够优雅，若被不明情况的人直接调用非同步方法，就会导致原有的线程同步不再安全。所以不推荐大家在项目中这样使用，但我们要理解这种情况，并且我们要用语义明确的、让人一看就知道这是同步方法的方式，来处理线程安全的问题。

所以，最简单的方式，是在非同步方法上，也加上synchronized关键字，使其变成一个同步方法，这样就变成了《场景五：两个线程同时访问同一个对象的不同的同步方法》，这种场景下，大家就很清楚的看到，同一个对象中的两个同步方法，不管哪个线程调用，都是线程安全的了。

场景六：两个线程同时访问同一个对象的不同的同步方法

这个场景也是在探讨对象锁的作用范围，对象锁的作用范围是对象中的所有同步方法。所以，当访问同一个对象中的多个同步方法时，结论是：

package com.syn;/** * @author ：biws * @date ：Created in 2020/12/21 22:16 * @description：两个线程同时访问同一个对象的不同的同步方法 */public class Condition6 implements Runnable { static Condition6 instance = new Condition6(); @Override public void run() {  if (Thread.currentThread().getName().equals("Thread-0")) {   //线程0,执行同步方法method0()   method0();  }  if (Thread.currentThread().getName().equals("Thread-1")) {   //线程1,执行同步方法method1()   method1();  } } private synchronized void method0() {  System.out.println("线程名：" + Thread.currentThread().getName() + "，同步方法0，运行开始");  try {   Thread.sleep(4000);  } catch (InterruptedException e) {   e.printStackTrace();  }  System.out.println("线程：" + Thread.currentThread().getName() + "，同步方法0，运行结束"); } private synchronized void method1() {  System.out.println("线程名：" + Thread.currentThread().getName() + "，同步方法1，运行开始");  try {   Thread.sleep(4000);  } catch (InterruptedException e) {   e.printStackTrace();  }  System.out.println("线程：" + Thread.currentThread().getName() + "，同步方法1，运行结束"); } //运行结果:串行 public static void main(String[] args) {  Thread thread1 = new Thread(instance);  Thread thread2 = new Thread(instance);  thread1.start();  thread2.start();  while (thread1.isAlive() || thread2.isAlive()) {  }  System.out.println("测试结束"); }}

运行结果：

结果分析：

两个方法（method0()和method1()）的synchronized修饰符，虽没有指定锁对象，但默认锁对象为this对象为锁对象， 所以对于同一个实例（instance），两个线程拿到的锁是同一把锁，此时同步方法会串行执行。这也是synchronized关键字的可重入性的一种体现。

场景七：两个线程分别同时访问静态synchronized和非静态synchronized方法

这种场景的本质也是在探讨两个线程获取的是不是同一把锁的问题。静态synchronized方法属于类锁，锁对象是（*.class）对象，非静态synchronized方法属于对象锁中的方法锁，锁对象是this对象。两个线程拿到的是不同的锁，自然不会相互影响。

代码实现：

package com.syn;/** * @author ：biws * @date ：Created in 2020/12/21 22:20 * @description：两个线程分别同时访问静态synchronized和非静态synchronized方法 */public class Condition7 implements Runnable { static Condition7 instance = new Condition7(); @Override public void run() {  if (Thread.currentThread().getName().equals("Thread-0")) {   //线程0,执行静态同步方法method0()   method0();  }  if (Thread.currentThread().getName().equals("Thread-1")) {   //线程1,执行非静态同步方法method1()   method1();  } } // 重点：用static synchronized 修饰的方法，属于类锁，锁对象为（*.class）对象。 private static synchronized void method0() {  System.out.println("线程名：" + Thread.currentThread().getName() + "，静态同步方法0，运行开始");  try {   Thread.sleep(4000);  } catch (InterruptedException e) {   e.printStackTrace();  }  System.out.println("线程：" + Thread.currentThread().getName() + "，静态同步方法0，运行结束"); } // 重点：synchronized 修饰的方法，属于方法锁，锁对象为（this）对象。 private synchronized void method1() {  System.out.println("线程名：" + Thread.currentThread().getName() + "，非静态同步方法1，运行开始");  try {   Thread.sleep(4000);  } catch (InterruptedException e) {   e.printStackTrace();  }  System.out.println("线程：" + Thread.currentThread().getName() + "，非静态同步方法1，运行结束"); } //运行结果:并行 public static void main(String[] args) {  //问题原因： 线程1的锁是类锁（*.class）对象，线程2的锁是方法锁（this）对象,两个线程的锁不一样，自然不会互相影响，所以会并行执行。  Thread thread1 = new Thread(instance);  Thread thread2 = new Thread(instance);  thread1.start();  thread2.start();  while (thread1.isAlive() || thread2.isAlive()) {  }  System.out.println("测试结束"); }}

运行结果：

场景八：同步方法抛出异常后，JVM会自动释放锁的情况

本场景探讨的是synchronized释放锁的场景：

所以，在一个线程的同步方法中出现异常的时候，会释放锁，另一个线程得到锁，继续执行。而不会出现一个线程抛出异常后，另一个线程一直等待获取锁的情况。这是因为JVM在同步方法抛出异常的时候，会自动释放锁对象。

代码实现：

package com.syn;/** * @author ：biws * @date ：Created in 2020/12/21 22:22 * @description：同步方法抛出异常后，JVM会自动释放锁的情况 */public class Condition8 implements Runnable { private static Condition8 instance = new Condition8(); @Override public void run() {  if (Thread.currentThread().getName().equals("Thread-0")) {   //线程0,执行抛异常方法method0()   method0();  }  if (Thread.currentThread().getName().equals("Thread-1")) {   //线程1,执行正常方法method1()   method1();  } } private synchronized void method0() {  System.out.println("线程名：" + Thread.currentThread().getName() + "，运行开始");  try {   Thread.sleep(4000);  } catch (InterruptedException e) {   e.printStackTrace();  }  //同步方法中，当抛出异常时，JVM会自动释放锁，不需要手动释放，其他线程即可获取到该锁  System.out.println("线程名：" + Thread.currentThread().getName() + "，抛出异常，释放锁");  throw new RuntimeException(); } private synchronized void method1() {  System.out.println("线程名：" + Thread.currentThread().getName() + "，运行开始");  try {   Thread.sleep(4000);  } catch (InterruptedException e) {   e.printStackTrace();  }  System.out.println("线程：" + Thread.currentThread().getName() + "，运行结束"); } public static void main(String[] args) {  Thread thread1 = new Thread(instance);  Thread thread2 = new Thread(instance);  thread1.start();  thread2.start();  while (thread1.isAlive() || thread2.isAlive()) {  }  System.out.println("测试结束"); }}

运行结果：

结果分析：

可以看出线程还是串行执行的，说明是线程安全的。而且出现异常后，不会造成死锁现象，JVM会自动释放出现异常线程的锁对象，其他线程获取锁继续执行。

原文转载：http://www.shaoqun.com/a/502617.html

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