揭秘 Synchronized 的多面应用：让 Java 多线程协作无忧

2023-11-19 12:42:14

在 Java 语言的浩瀚世界中，多线程无疑是其中一颗璀璨的明珠，它赋予程序并发执行的能力，让计算资源得以充分利用。然而，多线程的引入也带来了一系列新的挑战，其中最为棘手的就是线程安全问题。为了应对这一难题，Java 提供了 Synchronized ，作为一把守护线程安全的利剑，它在多线程编程中发挥着举足轻重的作用。

Synchronized 的多面应用

Synchronized 关键字的应用场景可谓丰富多彩，它可以针对不同对象和代码块，实现多种多样的线程安全控制。

1. 代码块锁

当我们需要对一段临界区代码进行保护时，可以使用代码块锁。临界区代码是指在多线程环境下，只能由一个线程独占执行的代码段，如果多个线程同时访问临界区代码，就会引发线程安全问题。

synchronized (obj) {
    // 临界区代码
}

上述代码中，obj 是需要保护的对象，当一个线程进入临界区代码时，它会先尝试获取 obj 对象的锁。如果锁已经被其他线程持有，该线程将会被阻塞，直到锁被释放。这样就保证了临界区代码只能由一个线程独占执行。

2. 方法锁

如果一个类中的所有方法都是临界区代码，我们可以直接将整个方法声明为 synchronized 方法，这样就相当于对该类中的所有方法加锁。

public synchronized void method() {
    // 方法体
}

使用 synchronized 方法锁，可以有效地防止多个线程同时执行同一个方法，从而避免线程安全问题。

3. 重入锁

Java 中的 Synchronized 关键字支持重入锁，这意味着同一个线程可以多次获取同一个锁。当一个线程获取一个锁后，它可以再次获取同一个锁，而不会被阻塞。

public synchronized void method() {
    // 方法体
    method(); // 递归调用
}

上述代码中，method() 方法是一个重入锁方法，它可以递归地调用自身。当 method() 方法第一次被调用时，它会获取锁，然后执行方法体。当 method() 方法递归调用自身时，它会再次获取锁，而不会被阻塞。这样就保证了 method() 方法可以安全地进行递归调用。

Synchronized 的优势

与其他线程安全锁相比，Synchronized 关键字具有以下优势：

简单易用： Synchronized 关键字的使用非常简单，只需要在代码块或方法前加上 synchronized 关键字即可。
性能优异： Synchronized 关键字的性能开销相对较低，在大多数情况下，它不会对程序的性能造成明显的影响。
可靠性高： Synchronized 关键字是由 Java 虚拟机直接实现的，因此它的可靠性非常高。

结语

Synchronized 关键字是 Java 中非常重要的一个线程安全锁，它可以有效地防止多线程并发访问临界区代码，从而避免线程安全问题。Synchronized 关键字的使用非常简单，性能开销相对较低，可靠性也非常高。因此，在 Java 多线程编程中，Synchronized 关键字是不可或缺的工具。