淺談synchronized加鎖this和class的區別

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synchronized 是 Java 語言中處理並發問題的一種常用手段，它也被我們親切的稱之為“Java 內置鎖”，由此可見其地位之高。然而 synchronized 卻有著多種用法，當它修飾不同對象時，其意義也是不同的，下面我們一起來看。

synchronized 用法

synchronized 可以用來修飾普通方法、靜態方法和代碼塊。

① 修飾普通方法

/**
 * synchronized 修飾普通方法
 */
public synchronized void method() {
    // .......
}

當 synchronized 修飾普通方法時，被修飾的方法被稱為同步方法，其作用范圍是整個方法，作用的對象是調用這個方法的對象。

② 修飾靜態方法

/**
 * synchronized 修飾靜態方法
 */
public static synchronized void staticMethod() {
    // .......
}

當 synchronized 修飾靜態的方法時，其作用的范圍是整個方法，作用對象是調用這個類的所有對象。

③ 修飾代碼塊

為瞭減少鎖的粒度，我們可以選擇在一個方法中的某個部分使用 synchronized 來修飾（一段代碼塊），從而實現對一個方法中的部分代碼進行加鎖，實現代碼如下：

public void classMethod() throws InterruptedException {
    // 前置代碼...
    
    // 加鎖代碼
    synchronized (SynchronizedExample.class) {
        // ......
    }
    
    // 後置代碼...
}

以上代碼在執行時，被修飾的代碼塊稱為同步語句塊，其作用范圍是大括號“{}”括起來的代碼塊，作用的對象是調用這個代碼塊的對象。

但以上代碼，除瞭可以加鎖 class 之外，還可以加鎖 this，具體示例如下：

public void classMethod() throws InterruptedException {
    // 前置處理代碼...
    synchronized (this) {
        // ......
    }
    // 後置處理代碼...
}

那問題來瞭，使用 synchronized 加鎖 this 和 class 的區別是什麼？不都是加鎖同一個類嗎？

答案還真不是，加鎖 this 和 class 區別還是很大的。下面我們通過以下 4 個示例，來看二者之間的區別。

1.加鎖 class 共享一個類實例

首先，我們創建 5 個線程，調用同一個對象下 synchronized 加鎖的 class 代碼，具體示例如下：

import java.util.Date;
import java.util.concurrent.TimeUnit;

public class SynchronizedExample {

    public static void main(String[] args) {
        // 創建當前類實例
        final SynchronizedExample example = new SynchronizedExample();
        // 創建 5 個線程執行任務
        for (int i = 0; i < 5; i++) {
            new Thread(new Runnable() {
                @Override
                public void run() {
                    try {
                        // 調用 synchronized 修飾的 class 方法
                        example.classMethod();
                    } catch (InterruptedException e) {
                        e.printStackTrace();
                    }
                }
            }).start();
        }
    }

    /**
     * synchronized 修飾的 class 方法
     * @throws InterruptedException
     */
    public void classMethod() throws InterruptedException {
        synchronized (SynchronizedExample.class) {
            System.out.println(String.format("當前執行線程:%s,執行時間:%s",
                    Thread.currentThread().getName(), new Date()));
            TimeUnit.SECONDS.sleep(1);
        }
    }
}

以上程序的執行結果如下：

從上述結果可以看出，這 5 個線程共享的是同一把鎖。

2.加鎖 class 創建多個實例

接下來，我們創建 5 個線程，調用不同對象下 synchronized 加鎖的 class 代碼，具體示例如下：

import java.util.Date;
import java.util.concurrent.TimeUnit;

public class SynchronizedExample {

    public static void main(String[] args) {
        // 創建 5 個線程執行任務
        for (int i = 0; i < 5; i++) {
            new Thread(new Runnable() {
                @Override
                public void run() {
                    try {
                        // 創建類實例
                        SynchronizedExample example = new SynchronizedExample();
                        // 調用 synchronized 修飾的 class 方法
                        example.classMethod();
                    } catch (InterruptedException e) {
                        e.printStackTrace();
                    }
                }
            }).start();
        }
    }
    
    /**
     * synchronized 修飾的 class 方法
     * @throws InterruptedException
     */
    public void classMethod() throws InterruptedException {
        synchronized (SynchronizedExample.class) {
            System.out.println(String.format("當前執行線程:%s,執行時間:%s",
                    Thread.currentThread().getName(), new Date()));
            TimeUnit.SECONDS.sleep(1);
        }
    }
}

以上程序的執行結果如下：

從上述結果可以看出，雖然是不同的對象，但它們使用的仍然是同一把鎖。

3.加鎖 this 共享一個類實例

接下來，我們創建 5 個線程，調用 synchronized 加鎖 this 的示例。首先我們這 5 個線程調用同一個對象的加鎖方法，示例代碼如下：

import java.util.Date;
import java.util.concurrent.TimeUnit;

public class SynchronizedExample {

    public static void main(String[] args) {
        // 創建當前類實例
        final SynchronizedExample example = new SynchronizedExample();
        // 創建 5 個線程執行任務
        for (int i = 0; i < 5; i++) {
            new Thread(new Runnable() {
                @Override
                public void run() {
                    try {
                        // 調用 synchronized 修飾的 this 方法
                        example.thisMethod();
                    } catch (InterruptedException e) {
                        e.printStackTrace();
                    }
                }
            }).start();
        }
    }
    
    /**
     * synchronized 修飾的 this 方法
     * @throws InterruptedException
     */
    public void thisMethod() throws InterruptedException {
        synchronized (this) {
            System.out.println(String.format("當前執行線程:%s,執行時間:%s",
                    Thread.currentThread().getName(), new Date()));
            TimeUnit.SECONDS.sleep(1);
        }
    }
}

以上程序的執行結果如下：

從上述結果可以看出，以上線程使用的都是同一把鎖。

4.加鎖 this 創建多個類實例

最後一個示例最為特殊，我們使用 synchronized 加鎖 this，讓這 5 個線程調用各自創建對象的方法，具體示例如下：

import java.util.Date;
import java.util.concurrent.TimeUnit;

public class SynchronizedExample {

    public static void main(String[] args) {
        // 創建 5 個線程執行任務
        for (int i = 0; i < 5; i++) {
            new Thread(new Runnable() {
                @Override
                public void run() {
                    try {
                        // 創建（多個）類實例
                        SynchronizedExample example = new SynchronizedExample();
                        // 調用 synchronized 修飾的 this 方法
                        example.thisMethod();
                    } catch (InterruptedException e) {
                        e.printStackTrace();
                    }
                }
            }).start();
        }
    }
    
    /**
     * synchronized 修飾的 this 方法
     * @throws InterruptedException
     */
    public void thisMethod() throws InterruptedException {
        synchronized (this) {
            System.out.println(String.format("當前執行線程:%s,執行時間:%s",
                    Thread.currentThread().getName(), new Date()));
            TimeUnit.SECONDS.sleep(1);
        }
    }
}

以上程序的執行結果如下：

從上述結果可以看出，當使用 synchronized 加鎖 this 時，如果線程調用的不是同一個對象，那麼這些線程之間使用的鎖都是自己獨立的鎖，這個結果就和 synchronized 加鎖 class 的結果完全不同瞭。

總結

通過以上 4 個示例我們可以得出結論，當使用 synchronized 加鎖 class 時，無論共享一個對象還是創建多個對象，它們用的都是同一把鎖，而使用 synchronized 加鎖 this 時，隻有同一個對象會使用同一把鎖，不同對象之間的鎖是不同的。

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