Java 多线程之二——Synchronized，深入剖析同步之道

引言

在 Java 多线程编程的广袤天地中，Synchronized 扮演着不可或缺的角色，如同一颗璀璨的明珠，照亮了并发编程的道路。通过巧妙运用锁机制，Synchronized 为开发者提供了强大的同步保障，避免了多线程并发访问共享资源时可能产生的混乱与数据错乱。

Synchronized 的使用

掌握 Synchronized 的使用技巧，是多线程编程的必修课。它可以通过三种方式实现同步：

1. 方法同步： 在方法前加上 synchronized ，表示该方法在执行过程中互斥访问，保证同一时间只有一个线程能够进入该方法。
2. 代码块同步： 使用 synchronized (object) {} 语法，对指定代码块进行同步，仅有获取到 object 锁的线程才能执行该代码块。
3. 静态方法同步： 在 static 方法前加上 synchronized 关键字，表示该方法在执行过程中对整个类进行同步，即同一时间只有一个线程能够执行该类中的静态方法。

深入理解 Synchronized

要深刻理解 Synchronized 的运作原理，我们需要深入其内部机制。当一个线程调用 synchronized 方法或代码块时，它会首先尝试获取与之关联的锁。如果该锁已被其他线程持有，则调用线程将被阻塞，直到持有该锁的线程释放锁。

锁的实现

在 Java 中，锁的实现基于内置的 monitor 机制。每个对象都有一个与其关联的 monitor，它包含一个进入计数器和一个等待队列。当一个线程尝试获取锁时，它会递增进入计数器并进入等待队列。当锁被释放时，进入计数器减小，等待队列中的线程将按照先入先出的原则获取锁。

Synchronized 的优缺点

与任何技术一样，Synchronized 也拥有其自身的优点和缺点：

优点：

• 简单易用： 使用简单，无需复杂配置。
• 高效： 在低竞争情况下，性能开销较小。
• 可靠： 提供强同步保障，防止数据错乱。

缺点：

• 性能瓶颈： 在高竞争情况下，频繁的锁竞争可能成为性能瓶颈。
• 死锁风险： 如果不当使用，可能会导致死锁。
• 灵活性不足： 粒度较粗，难以对并发访问进行精细控制。

最佳实践

为了发挥 Synchronized 的优势，避免其缺点，在使用时应遵循一些最佳实践：

• 最小化同步范围： 仅同步真正需要同步的代码块，避免过度同步。
• 避免嵌套同步： 嵌套同步可能会导致死锁，应尽量避免。
• 使用读写锁： 对于读多写少的场景，可考虑使用读写锁，提高并发性能。
• 考虑替代方案： 在某些情况下，可以使用无锁并发编程技术（如原子变量、CAS）替代 Synchronized，以获得更好的性能和灵活性。

结语

Synchronized 是 Java 多线程编程中不可或缺的同步工具，掌握其原理和使用技巧，对于编写安全可靠的高并发代码至关重要。通过合理使用 Synchronized，我们可以避免数据错乱，确保多线程程序的稳定运行，为应用程序的并发能力保驾护航。