java synchronized 用法
Java中提供了一种机制来避免多个线程同时访问同一个对象或方法的情况，这种机制就是synchronized。本文将介绍synchronized的用法。
一、synchronized的作用
在Java中，多个线程可以同时访问同一个对象或方法，这种情况下很容易出现竞态条件（Race Condition），导致程序出错，甚至崩溃。为了避免这种情况，Java提供了synchronized关键字。可以将synchronized加在方法上，表示整个方法是同步的，或者加在代码块上，表示只有这个代码块是同步的。
synchronized的作用是保证同步代码块在同一时刻只能被一个线程执行，因此保证了共享数据的安全性。
二、synchronized用法
1. 同步方法
将synchronized加在方法上，表示整个方法是同步的。示例如下：
```java
public synchronized void print(){
//同步代码块
}
```
上述代码中，print()方法就是一个同步方法，只有一个线程能够运行这个方法。当一个线程正在执行这个方法时，其他线程必须等待执行完毕后才能继续执行。
2. 同步代码块
将synchronized加在代码块上，表示只有这个代码块是同步的。示例代码如下：
```java
public void print(){
synchronized(this){
//同步代码块
}
}
```
上述代码中，synchronized关键字加在了一个代码块上，这个代码块的作用域是在this对象中，也就是当前对象中。在同步代码块中，只有一个线程能够被允许访问，其他线程必须等待执行完毕后才能继续执行。
3. 静态同步方法
如果一个方法是静态方法，那么就必须使用静态synchronized方法。静态同步方法使用的锁是类对象。示例代码如下：
```java
public static synchronized void print(){
//同步代码块
}
```
静态同步方法与普通同步方法的关键区别在于，静态同步方法是锁定了整个类对象，而不是对象实例。
4. 同步方法和同步代码块的比较
实际上，在Java中，使用同步方法和同步代码块都能够起到同步的作用，但使用场景有所不同。同步方法适合于整个方法需要同步的场合，而同步代码块适合于只有一部分代码需要同步的场合。
5. 同步锁
在同步方法和同步代码块中，必须先获得同步锁才能执行同步代码。同步锁是每个对象所拥有的一个锁，只有获得了这个锁的线程才能执行同步代码。
6. synchronized的实现原理
Java中的synchronized是通过内部锁（也叫监视器锁）实现的。每个Java对象都有一个内部锁，当线程试图进入同步代码块时，它必须首先获得内部锁。如果没有获得锁，线程就会阻塞在同步方法或者同步代码块之外，直到获得锁为止。
三、synchronized的应用场景
synchronized在多线程同步编程中有着广泛的应用，下面是synchronized应用场景的一些示例：
1. 多线程修改同一个共享变量时，为了保证线程安全，需要使用synchronized实现同步。
2. 多个线程访问同一块内存区域时，为了保证内存数据的一致性，需要使用synchronized实现同步。
3. 多个线程访问同一IO资源时，为了避免数据冲突，需要使用synchronized实现同步。
java arraylist用法 4. 在多线程操作Java集合类（如ArrayList和HashMap）时，为了避免数据不一致，需要使用synchronized实现同步。
四、synchronized的缺点
虽然synchronized能够解决多线程访问共享数据的同步问题，但是它也有一些缺点，这些缺点主要是：
1. 调用synchronized方法时，需要等待锁。如果多个线程同时调用同步方法，其中有一个线程获取到了锁，其他线程就会阻塞等待，这会造成线程的阻塞和CPU的浪费。
2. synchronized只能保证同一时间只有一个线程能够访问共享数据，但并不能保证访问顺序。
3. synchronized只能同步代码块和方法，如果需要同步其他代码结构，就需要使用其他的同步方式。如果需要同时访问两个对象，就需要使用两个对象的锁。
以上就是关于Java synchronized关键字的用法的介绍。synchronized是Java 多线程编程中非常重要的关键字，它能够避免竞态条件的出现，保证了共享数据的安全性，因此在实际开发中需要注意其正确使用方法和应用场景。
五、synchronized的替代方案
除了synchronized外，另外两种常用的并发控制方式是volatile关键字和Lock接口。
1. volatile关键字
volatile关键字的主要作用是保证变量在多线程并发中的可见性，即一个线程修改了这个变量的值，其他线程能够马上感知到这个变化。volatile并不具备锁的能力，因此它无法保证同步访问。
在Java中，volatile关键字主要有两个作用：
1) 防止指令重排：volatile修饰的变量会在修改后立即刷新到主内存中，这样能够防止指令重排。如果没有使用volatile修饰变量，变量有可能不会立即刷新到主内存中，而是留在CPU缓存中，这样其他线程就无法获得最新值。
2) 保证可见性：volatile修饰的变量对于所有线程来说都是可见的。
2. Lock接口
除了synchronized和volatile外，Java还提供了Lock接口实现同步控制，具有可中断、可轮询、公平锁等特点。
Lock接口提供了比synchronized更为灵活的操作，例如可响应中断、可轮询、可超时等。与synchronized的区别在于，Lock接口不会像synchronized一样自动释放锁，需要手动释放。在使用Lock接口时要特别小心，避免死锁等情况的发生。
Lock接口需要显示地lock和unlock，示例代码如下：
```java
Lock lock = new ReentrantLock();
lock.lock();
try {
//同步代码块
} finally {
lock.unlock();
}
```
六、synchronized的注意事项
在使用synchronized时，需要注意以下几点：
1. 范围要尽量小，避免减低系统性能。
2. 避免在同步块中调用阻塞方法，否则会造成死锁。
3. 最好用同步代码块代替同步方法，这样灵活度更高。
4. 避免将同步块嵌套，因为同步块嵌套可能会导致死锁的发生。
5. 当执行同步代码时，尽量减少锁定的资源，以提高并发效率。
七、总结
本文介绍了Java中synchronized关键字的用法及相关内容，重点介绍了同步方法、同步代码块、静态同步方法等用法，以及synchronized的替代方案，如volatile关键字和Lock接口。本文还指出了使用synchronized时需要注意的几点事项。在多线程编程中，synchronized是一种非常重要的并发控制方式，正确使用synchronized可以保证共享数据的安全性和代码的正确性。
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