Java 多线程synchronized关键字详解(六)

下面开始详细讲解“Java 多线程synchronized关键字详解(六)”的完整攻略。

一、简介

在 Java 多线程编程中，synchronized 是一个常用的关键字，可以保证代码的线程安全。本篇文章将详细讲解 synchronized 关键字的使用方式、原理及在实际应用中的使用。

二、synchronized 的使用方式

synchronized 关键字有两种使用方式：作用在方法上和作用在代码块上。

2.1 作用在方法上

当 synchronized 关键字作用在方法上时，相当于锁住了整个方法。只有获得了这个方法的锁才能执行这个方法。方法上加上 synchronized 的方式如下：

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

上述代码中，method() 方法前加了 synchronized 关键字，表示只有同时获得了对象的锁，才能执行 method() 方法。

2.2 作用在代码块上

当 synchronized 关键字作用在代码块上时，相当于锁住了代码块中的内容。只有获得了这个对象的锁才能执行这个代码块。代码块上加上 synchronized 的方式如下：

synchronized (this) {
    // 代码块
}

上述代码中，代码块前加了 synchronized 关键字，表示只有同时获得了对象的锁，才能执行代码块中的代码。

三、synchronized 的原理

Java 中的每一个对象都有一个锁，当一个线程获得了这个对象的锁之后，其他线程只能等待这个线程释放锁。锁机制是通过 monitorenter 和 monitorexit 指令实现的。

synchronized 关键字会以获取对象的锁为前提，保证同一时刻只有一个线程可以进入一个对象的 synchronized 代码块，进而保证了线程安全。

四、synchronized 在实际应用中的使用

在实际应用中，synchronized 经常被用来保证代码的线程安全。下面介绍两个使用 synchronized 的示例。

4.1 通过 synchronized 保证账户余额正确

假设有一个银行账户，账户中有一定的存款。多个用户可以通过网银系统对这个账户进行存款和取款操作，同时也可以查询账户余额。这个账户的余额是一个共享的资源，需要用 synchronized 来保证在进行存款和取款操作时，余额不会出现错误。

public class Account {
    private int balance;

    public synchronized int getBalance() {
        return balance;
    }

    public synchronized void deposit(int amount) {
        balance += amount;
    }

    public synchronized void withdraw(int amount) {
        balance -= amount;
    }
}

上述代码中，getBalance()、deposit() 和 withdraw() 方法前都加了 synchronized 关键字，保证在执行这些方法时，只有一个线程能够获得对象的锁，从而保证了余额的正确性。

4.2 通过 synchronized 保证单例模式的线程安全

在单例模式中，一个类只能创建一个实例。如果多个线程同时创建实例，则可能会导致多份不同的实例被创建出来，违反了单例模式的原则。可以通过 synchronized 来保证单例模式的线程安全。

public class Singleton {
    private static Singleton instance;

    private Singleton() {
    }

    public static synchronized Singleton getInstance() {
        if (instance == null) {
            instance = new Singleton();
        }
        return instance;
    }
}

上述代码中，在 getInstance() 方法前加上 synchronized 关键字，保证在多线程并发访问时，只有一个线程能够获得 Singleton 类的锁，从而保证了单例模式的正确性。

五、总结

本文详细讲解了 synchronized 关键字的使用方式、原理及在实际应用中的使用。synchronized 关键字可以保证代码的线程安全，但是过多的使用 synchronized 会导致程序的效率降低。在实际应用中，需要根据具体情况选择适当的线程安全方案。