第2章 线程安全与共享资源竞争

第2章　线程安全与共享资源竞争

2.1　synchronized同步介绍

synchronized要解决的是共享资源冲突的问题。当共享资源被任务使用时，要对资源提前加锁。所有任务都采用抢占模式，即某个任务会抢先对共享资源加上第一把锁。如果这是一个排他锁，其他任务在资源被解锁前就无法访问了。如果是共享锁，当浏览某些数据时，其他任务也可以同时浏览，但是不允许修改。

Java提供了资源同步的关键字synchronized，它的作用是获取指定对象的监视器锁。每个Object对象都内置了一个监视器锁，当某个线程获得了这个监视器锁后，其他线程再想获得这个对象的监视器锁，就必须要排队等待。也就是说：synchronized关键字的底层，相当于一个排他锁。

2.2.1　类锁与对象锁

synchronized同步成员方法，本质使用的是当前对象的监视器锁。而synchronized同步静态方法，则使用的是当前Class的监视器锁。

java.lang.Object是所有对象的根，在Object的每个实例中都内置了对象监视器锁。

java.lang.Class的父类也是Object，在每个类型中也内置了一把锁，这与对象无关。

2.2.2　静态同步方法之间互斥

静态同步方法之间是互斥的。

2.2.3　静态同步方法与静态非同步方法

同一个类的静态同步方法与静态非同步方法之间没有干扰。

2.3　synchronized同步代码块

synchronized同步方法，就是线程在调用方法前获取对象监视器锁，方法执行完毕后就释放对象锁。

方法同步的关键是为了保护共享资源，如果synchronized方法中没有使用共享资源，就无须使用synchronized同步这个方法。

在同步方法中，使用共享资源的只是部分代码。为了提高并发性能，一般没必要在整个方法的运行期都持有监视器锁。

使用同步代码块模式，可以在方法中真正需要使用共享资源时再获取监视器锁，共享资源访问结束马上释放锁，这样就节省了对象监视器锁的占用时间，可以有效提高并发性

2.3.1　锁当前对象

synchronized (this) {}就是获取当前对象的监视器锁。synchronized同步方法，本质就是隐式使用了synchronized (this)。

2.3.2　锁其他对象

监视器锁内置于Object对象底层，所有对象的根都源于Object，因此所有对象都有监视器锁。

使用其他Object对象的监视器锁，比使用自身对象的锁代码更加灵活。

修改Clock类，使用Object对象的监视器锁，同步效果相同。代码如下：

[外链图片转存失败,源站可能有防盗链机制,建议将图片保存下来直接上传(img-DeJ4YqnL-1678263842735)(null)]

2.3.3　锁Class

不仅每个对象内置了监视器锁，每个数据类型Class也内置了监视器锁。因此Clock类使用内置于Class中的锁，也可以很好地实现同步效果。

修改Clock类，使用类监视器锁，同步效果相同。代码如下：

注意，synchronized (Object.class)使用的是类锁，不是对象锁。但是轻易不要使用Object.class的类锁，因为在整个项目中，如果其他业务模块也使用Object.class的类锁，这样就会产生并发冲突。合理使用类锁的基本原则：尽量使用当前类的监视器锁，如Clock类的同步模式可以进一步优化如下：

会产生并发冲突。合理使用类锁的基本原则：尽量使用当前类的监视器锁，如Clock类的同步模式可以进一步优化如下：