你知道的越多，不知道的就越多，業餘的像一棵小草！
你來，咱們一塊兒精進！你不來，我和你的競爭對手一塊兒精進！
java
編輯：業餘草
blog.csdn.net/x541211190/article/details/106272922
推薦：https://www.xttblog.com/?p=5133
簡介
本文將介紹8種同步方法的訪問場景，咱們來看看這8種狀況下，多線程訪問同步方法是否仍是線程安全的。這些場景是多線程編程中常常遇到的，並且也是面試時高頻被問到的問題，因此不論是理論仍是實踐，這些都是多線程場景必需要掌握的場景。web
八種使用場景：
接下來，咱們來經過代碼實現，分別判斷如下場景是否是線程安全的，以及緣由是什麼。面試
-
兩個線程同時訪問同一個對象的同步方法編程
-
兩個線程同時訪問兩個對象的同步方法安全
-
兩個線程同時訪問（一個或兩個）對象的靜態同步方法微信
-
兩個線程分別同時訪問（一個或兩個）對象的同步方法和非同步方法多線程
-
兩個線程訪問同一個對象中的同步方法，同步方法又調用一個非同步方法app
-
兩個線程同時訪問同一個對象的不一樣的同步方法編輯器
-
兩個線程分別同時訪問靜態synchronized和非靜態synchronized方法ide
-
同步方法拋出異常後，JVM會自動釋放鎖的狀況
場景一：兩個線程同時訪問同一個對象的同步方法
分析：這種狀況是經典的對象鎖中的方法鎖，兩個線程爭奪同一個對象鎖，因此會相互等待，是線程安全的。
「兩個線程同時訪問同一個對象的同步方法，是線程安全的。」
場景二：兩個線程同時訪問兩個對象的同步方法
這種場景就是對象鎖失效的場景，緣由出在訪問的是兩個對象的同步方法，那麼這兩個線程分別持有的兩個線程的鎖，因此是互相不會受限的。加鎖的目的是爲了讓多個線程競爭同一把鎖，而這種狀況多個線程之間再也不競爭同一把鎖，而是分別持有一把鎖，因此咱們的結論是：
「兩個線程同時訪問兩個對象的同步方法，是線程不安全的。」
代碼驗證：
public class Condition2 implements Runnable {
// 建立兩個不一樣的對象
static Condition2 instance1 = new Condition2();
static Condition2 instance2 = new Condition2();
@Override
public void run() {
method();
}
private synchronized void method() {
System.out.println("線程名：" + Thread.currentThread().getName() + "，運行開始");
try {
Thread.sleep(4000);
} catch (InterruptedException e) {
e.printStackTrace();
}
System.out.println("線程：" + Thread.currentThread().getName() + "，運行結束");
}
public static void main(String[] args) {
Thread thread1 = new Thread(instance1);
Thread thread2 = new Thread(instance2);
thread1.start();
thread2.start();
while (thread1.isAlive() || thread2.isAlive()) {
}
System.out.println("測試結束");
}
}
運行結果：
兩個線程是並行執行的，因此線程不安全。
線程名：Thread-0，運行開始
線程名：Thread-1，運行開始
線程：Thread-0，運行結束
線程：Thread-1，運行結束
測試結束
代碼分析：
「問題在此：」
兩個線程（thread一、thread2），訪問兩個對象（instance一、instance2）的同步方法（method()）,兩個線程都有各自的鎖，不能造成兩個線程競爭一把鎖的局勢，因此這時，synchronized修飾的方法method()和不用synchronized修飾的效果同樣（不信去把synchronized關鍵字去掉，運行結果同樣），因此此時的method()只是個普通方法。
「如何解決這個問題：」
若要使鎖生效，只需將method()方法用static修飾，這樣就造成了類鎖，多個實例（instance一、instance2）共同競爭一把類鎖，就可使兩個線程串行執行了。這也就是下一個場景要講的內容。
場景三：兩個線程同時訪問（一個或兩個）對象的靜態同步方法
這個場景解決的是場景二中出現的線程不安全問題，即用類鎖實現：
「兩個線程同時訪問（一個或兩個）對象的靜態同步方法，是線程安全的。」
場景四：兩個線程分別同時訪問（一個或兩個）對象的同步方法和非同步方法
這個場景是兩個線程其中一個訪問同步方法，另外一個訪問非同步方法，此時程序會不會串行執行呢，也就是說是否是線程安全的呢？
咱們能夠肯定是線程不安全的，若是方法不加synchronized都是安全的，那就不須要同步方法了。驗證下咱們的結論：
「兩個線程分別同時訪問（一個或兩個）對象的同步方法和非同步方法，是線程不安全的。」
public class Condition4 implements Runnable {
static Condition4 instance = new Condition4();
@Override
public void run() {
//兩個線程訪問同步方法和非同步方法
if (Thread.currentThread().getName().equals("Thread-0")) {
//線程0,執行同步方法method0()
method0();
}
if (Thread.currentThread().getName().equals("Thread-1")) {
//線程1,執行非同步方法method1() www.xttblog.com
method1();
}
}
// 同步方法
private synchronized void method0() {
System.out.println("線程名：" + Thread.currentThread().getName() + "，同步方法，運行開始");
try {
Thread.sleep(4000);
} catch (InterruptedException e) {
e.printStackTrace();
}
System.out.println("線程：" + Thread.currentThread().getName() + "，同步方法，運行結束");
}
// 普通方法
private void method1() {
System.out.println("線程名：" + Thread.currentThread().getName() + "，普通方法，運行開始");
try {
Thread.sleep(4000);
} catch (InterruptedException e) {
e.printStackTrace();
}
System.out.println("線程：" + Thread.currentThread().getName() + "，普通方法，運行結束");
}
public static void main(String[] args) {
Thread thread1 = new Thread(instance);
Thread thread2 = new Thread(instance);
thread1.start();
thread2.start();
while (thread1.isAlive() || thread2.isAlive()) {
}
System.out.println("測試結束");
}
}
運行結果：
兩個線程是並行執行的，因此是線程不安全的。
線程名：Thread-0，同步方法，運行開始
線程名：Thread-1，普通方法，運行開始
線程：Thread-0，同步方法，運行結束
線程：Thread-1，普通方法，運行結束
測試結束
結果分析
問題在於此：method1沒有被synchronized修飾，因此不會受到鎖的影響。即使是在同一個對象中，固然在多個實例中，更不會被鎖影響了。結論：
「非同步方法不受其它由synchronized修飾的同步方法影響」
你可能想到一個相似場景：多個線程訪問同一個對象中的同步方法，同步方法又調用一個非同步方法，這個場景會是線程安全的嗎？
場景五：兩個線程訪問同一個對象中的同步方法，同步方法又調用一個非同步方法
咱們來實驗下這個場景，用兩個線程調用同步方法，在同步方法中調用普通方法；再用一個線程直接調用普通方法，看看是不是線程安全的？
public class Condition8 implements Runnable {
static Condition8 instance = new Condition8();
@Override
public void run() {
if (Thread.currentThread().getName().equals("Thread-0")) {
//直接調用普通方法
method2();
} else {
// 先調用同步方法，在同步方法內調用普通方法
method1();
}
}
// 同步方法
private static synchronized void method1() {
System.out.println("線程名：" + Thread.currentThread().getName() + "，同步方法，運行開始");
try {
Thread.sleep(2000);
} catch (InterruptedException e) {
e.printStackTrace();
}
System.out.println("線程：" + Thread.currentThread().getName() + "，同步方法，運行結束,開始調用普通方法");
method2();
}
// 普通方法
private static void method2() {
System.out.println("線程名：" + Thread.currentThread().getName() + "，普通方法，運行開始");
try {
Thread.sleep(4000);
} catch (InterruptedException e) {
e.printStackTrace();
}
System.out.println("線程：" + Thread.currentThread().getName() + "，普通方法，運行結束");
}
public static void main(String[] args) {
// 此線程直接調用普通方法
Thread thread0 = new Thread(instance);
// 這兩個線程直接調用同步方法
Thread thread1 = new Thread(instance);
Thread thread2 = new Thread(instance);
thread0.start();
thread1.start();
thread2.start();
while (thread0.isAlive() || thread1.isAlive() || thread2.isAlive()) {
}
System.out.println("測試結束");
}
}
運行結果：
線程名：Thread-0，普通方法，運行開始
線程名：Thread-1，同步方法，運行開始
線程：Thread-1，同步方法，運行結束,開始調用普通方法
線程名：Thread-1，普通方法，運行開始
線程：Thread-0，普通方法，運行結束
線程：Thread-1，普通方法，運行結束
線程名：Thread-2，同步方法，運行開始
線程：Thread-2，同步方法，運行結束,開始調用普通方法
線程名：Thread-2，普通方法，運行開始
線程：Thread-2，普通方法，運行結束
測試結束
結果分析：
咱們能夠看出，普通方法被兩個線程並行執行，不是線程安全的。這是爲何呢？
由於若是非同步方法，有任何其餘線程直接調用，而不是僅在調用同步方法時，才調用非同步方法，此時會出現多個線程並行執行非同步方法的狀況，線程就不安全了。
對於同步方法中調用非同步方法時，要想保證線程安全，就必須保證非同步方法的入口，僅出如今同步方法中。但這種控制方式不夠優雅，若被不明狀況的人直接調用非同步方法，就會致使原有的線程同步再也不安全。因此不推薦你們在項目中這樣使用，但咱們要理解這種狀況，而且咱們要用語義明確的、讓人一看就知道這是同步方法的方式，來處理線程安全的問題。
因此，最簡單的方式，是在非同步方法上，也加上synchronized關鍵字，使其變成一個同步方法，這樣就變成了《場景五：兩個線程同時訪問同一個對象的不一樣的同步方法》，這種場景下，你們就很清楚的看到，同一個對象中的兩個同步方法，無論哪一個線程調用，都是線程安全的了。
因此結論是：
「兩個線程訪問同一個對象中的同步方法，同步方法又調用一個非同步方法，僅在沒有其餘線程直接調用非同步方法的狀況下，是線程安全的。如有其餘線程直接調用非同步方法，則是線程不安全的。」
場景六：兩個線程同時訪問同一個對象的不一樣的同步方法
這個場景也是在探討對象鎖的做用範圍，對象鎖的做用範圍是對象中的全部同步方法。因此，當訪問同一個對象中的多個同步方法時，結論是：
「兩個線程同時訪問同一個對象的不一樣的同步方法時，是線程安全的。」
public class Condition5 implements Runnable {
static Condition5 instance = new Condition5();
@Override
public void run() {
if (Thread.currentThread().getName().equals("Thread-0")) {
//線程0,執行同步方法method0()
method0();
}
if (Thread.currentThread().getName().equals("Thread-1")) {
//線程1,執行同步方法method1() www.xttblog.com
method1();
}
}
private synchronized void method0() {
System.out.println("線程名：" + Thread.currentThread().getName() + "，同步方法0，運行開始");
try {
Thread.sleep(4000);
} catch (InterruptedException e) {
e.printStackTrace();
}
System.out.println("線程：" + Thread.currentThread().getName() + "，同步方法0，運行結束");
}
private synchronized void method1() {
System.out.println("線程名：" + Thread.currentThread().getName() + "，同步方法1，運行開始");
try {
Thread.sleep(4000);
} catch (InterruptedException e) {
e.printStackTrace();
}
System.out.println("線程：" + Thread.currentThread().getName() + "，同步方法1，運行結束");
}
//運行結果:串行
public static void main(String[] args) {
Thread thread1 = new Thread(instance);
Thread thread2 = new Thread(instance);
thread1.start();
thread2.start();
while (thread1.isAlive() || thread2.isAlive()) {
}
System.out.println("測試結束");
}
}
運行結果：
是線程安全的。
線程名：Thread-1，同步方法1，運行開始
線程：Thread-1，同步方法1，運行結束
線程名：Thread-0，同步方法0，運行開始
線程：Thread-0，同步方法0，運行結束
測試結束
結果分析：
兩個方法（method0()和method1()）的synchronized修飾符，雖沒有指定鎖對象，但默認鎖對象爲this對象爲鎖對象，
因此對於同一個實例（instance），兩個線程拿到的鎖是同一把鎖，此時同步方法會串行執行。這也是synchronized關鍵字的可重入性的一種體現。
場景七：兩個線程分別同時訪問靜態synchronized和非靜態synchronized方法
這種場景的本質也是在探討兩個線程獲取的是否是同一把鎖的問題。靜態synchronized方法屬於類鎖，鎖對象是（*.class）對象，非靜態synchronized方法屬於對象鎖中的方法鎖，鎖對象是this對象。兩個線程拿到的是不一樣的鎖，天然不會相互影響。結論：
「兩個線程分別同時訪問靜態synchronized和非靜態synchronized方法，線程不安全。」
代碼實現：
public class Condition6 implements Runnable {
static Condition6 instance = new Condition6();
@Override
public void run() {
if (Thread.currentThread().getName().equals("Thread-0")) {
//線程0,執行靜態同步方法method0()
method0();
}
if (Thread.currentThread().getName().equals("Thread-1")) {
//線程1,執行非靜態同步方法method1()
method1();
}
}
// 重點：用static synchronized 修飾的方法，屬於類鎖，鎖對象爲（*.class）對象。
private static synchronized void method0() {
System.out.println("線程名：" + Thread.currentThread().getName() + "，靜態同步方法0，運行開始");
try {
Thread.sleep(4000);
} catch (InterruptedException e) {
e.printStackTrace();
}
System.out.println("線程：" + Thread.currentThread().getName() + "，靜態同步方法0，運行結束");
}
// 重點：synchronized 修飾的方法，屬於方法鎖，鎖對象爲（this）對象。
private synchronized void method1() {
System.out.println("線程名：" + Thread.currentThread().getName() + "，非靜態同步方法1，運行開始");
try {
Thread.sleep(4000);
} catch (InterruptedException e) {
e.printStackTrace();
}
System.out.println("線程：" + Thread.currentThread().getName() + "，非靜態同步方法1，運行結束");
}
//運行結果:並行
public static void main(String[] args) {
//問題緣由： 線程1的鎖是類鎖（*.class）對象，線程2的鎖是方法鎖（this）對象,兩個線程的鎖不同，天然不會互相影響，因此會並行執行。
Thread thread1 = new Thread(instance);
Thread thread2 = new Thread(instance);
thread1.start();
thread2.start();
while (thread1.isAlive() || thread2.isAlive()) {
}
System.out.println("測試結束");
}
運行結果：
線程名：Thread-0，靜態同步方法0，運行開始
線程名：Thread-1，非靜態同步方法1，運行開始
線程：Thread-1，非靜態同步方法1，運行結束
線程：Thread-0，靜態同步方法0，運行結束
測試結束
場景八：同步方法拋出異常後，JVM會自動釋放鎖的狀況
本場景探討的是synchronized釋放鎖的場景：
「只有當同步方法執行完或執行時拋出異常這兩種狀況，纔會釋放鎖。」
因此，在一個線程的同步方法中出現異常的時候，會釋放鎖，另外一個線程獲得鎖，繼續執行。而不會出現一個線程拋出異常後，另外一個線程一直等待獲取鎖的狀況。這是由於JVM在同步方法拋出異常的時候，會自動釋放鎖對象。
代碼實現：
public class Condition7 implements Runnable {
private static Condition7 instance = new Condition7();
@Override
public void run() {
if (Thread.currentThread().getName().equals("Thread-0")) {
//線程0,執行拋異常方法method0()
method0();
}
if (Thread.currentThread().getName().equals("Thread-1")) {
//線程1,執行正常方法method1()
method1();
}
}
private synchronized void method0() {
System.out.println("線程名：" + Thread.currentThread().getName() + "，運行開始");
try {
Thread.sleep(4000);
} catch (InterruptedException e) {
e.printStackTrace();
}
//同步方法中，當拋出異常時，JVM會自動釋放鎖，不須要手動釋放，其餘線程便可獲取到該鎖
System.out.println("線程名：" + Thread.currentThread().getName() + "，拋出異常，釋放鎖");
throw new RuntimeException();
}
private synchronized void method1() {
System.out.println("線程名：" + Thread.currentThread().getName() + "，運行開始");
try {
Thread.sleep(4000);
} catch (InterruptedException e) {
e.printStackTrace();
}
System.out.println("線程：" + Thread.currentThread().getName() + "，運行結束");
}
public static void main(String[] args) {
Thread thread1 = new Thread(instance);
Thread thread2 = new Thread(instance);
thread1.start();
thread2.start();
while (thread1.isAlive() || thread2.isAlive()) {
}
System.out.println("測試結束");
}
}
運行結果：
線程名：Thread-0，運行開始
線程名：Thread-0，拋出異常，釋放鎖
線程名：Thread-1，運行開始
Exception in thread "Thread-0" java.lang.RuntimeException
at com.study.synchronize.conditions.Condition7.method0(Condition7.java:34)
at com.study.synchronize.conditions.Condition7.run(Condition7.java:17)
at java.lang.Thread.run(Thread.java:748)
線程：Thread-1，運行結束
測試結束
結果分析：
能夠看出線程仍是串行執行的，說明是線程安全的。並且出現異常後，不會形成死鎖現象，JVM會自動釋放出現異常線程的鎖對象，其餘線程獲取鎖繼續執行。
總結
本文總結了並用代碼實現和驗證了synchronized各類使用場景，以及各類場景發生的緣由和結論。咱們分析的理論基礎都是synchronized關鍵字的鎖對象到底是誰？多個線程之間競爭的是不是同一把鎖？根據這個條件來判斷線程是不是安全的。因此，有了這些場景的分析鍛鍊後，咱們在之後使用多線程編程時，也能夠經過分析鎖對象的方式，判斷出線程是不是安全的，從而避免此類問題的出現。
本文涵蓋了synchronized關鍵字的最重要的各類使用場景，也是面試官經常會問到的高頻問題，是一篇值得你們仔細閱讀和親自動手實踐的文章，喜歡本文請點贊和收藏。
本文分享自微信公衆號 - 業餘草（yyucao）。
若有侵權，請聯繫 support@oschina.cn 刪除。
本文參與「OSC源創計劃」，歡迎正在閱讀的你也加入，一塊兒分享。