透过Synchronized看原理，解锁线程安全代码的奥秘

Synchronized的必要性

在多线程编程中，多个线程同时操作共享资源时，可能会出现数据不一致或程序崩溃等问题。为了解决这个问题，需要使用同步机制来保证共享资源在同一时刻只能被一个线程访问，从而避免数据竞争。Java中，可以使用synchronized来实现同步。

Synchronized的原理

synchronized关键字可以应用于方法或代码块，当一个线程进入被synchronized修饰的方法或代码块时，它将获得该对象的锁，其他线程只能等待锁被释放才能进入。锁的释放发生在方法或代码块执行完毕或遇到异常时。

可见性

synchronized关键字可以保证共享变量的可见性，即一个线程对共享变量的修改对其他线程是可见的。这是因为synchronized会在共享变量被修改时将该变量的值刷新到主内存中，其他线程在访问共享变量时会从主内存中读取该变量的最新值。

原子性

synchronized关键字可以保证共享变量的原子性，即一个操作要么全部执行，要么完全不执行，不会被其他线程打断。这是因为synchronized在执行代码块之前会先获取对象的锁，只有获取到锁后才会执行代码块，其他线程只能等待锁被释放才能获取。

互斥

synchronized关键字可以保证共享资源的互斥访问，即同一时刻只能有一个线程访问共享资源。这是因为synchronized在执行代码块之前会先获取对象的锁，只有获取到锁后才会执行代码块，其他线程只能等待锁被释放才能获取。

Synchronized的用法

synchronized关键字可以修饰方法或代码块，两种用法各有其特点。

修饰方法

当synchronized修饰方法时，整个方法都被同步。这意味着方法中的所有共享变量都是可见的和原子的。这种用法适用于需要对多个共享变量进行操作的情况。

修饰代码块

当synchronized修饰代码块时，只有代码块中的共享变量是可见的和原子的。这种用法适用于只需要对少数共享变量进行操作的情况。

Synchronized的注意事项

性能开销

synchronized的使用会带来一定的性能开销，这是因为synchronized需要获取和释放锁，而锁操作是比较耗时的。因此，在使用synchronized时，应该尽量减少锁的持有时间。

死锁

synchronized的使用可能会导致死锁，这是因为多个线程同时持有不同的锁，并且等待其他线程释放锁才能继续执行。为了避免死锁，应该尽量减少锁的嵌套，并且在使用synchronized时应该使用try-finally语句来确保锁被释放。

总结

synchronized关键字是Java中实现同步的常用机制，它可以保证共享变量的可见性、原子性和互斥访问。synchronized的使用需要注意性能开销和死锁问题。