線程同步(使用了synchronized)和線程通訊(使用了wait,notify)

線程同步

什麼是線程同步？

當使用多個線程來通路同一個資料時，非常容易出現線程安全問題(比如多個線程都在操作同一資料導緻資料不一緻),是以我們用同步機制來解決這些問題。

實作同步機制有兩個方法：

1。同步代碼塊：

synchronized(同一個資料){} 同一個資料：就是N條線程同時通路一個資料。

2。

同步方法：

public synchronized 資料傳回類型 方法名 (){}

就是使用 synchronized 來修飾某個方法，則該方法稱為同步方法。對于同步方法而言，無需顯示指定同步螢幕，同步方法的同步螢幕是 this 也就是該對象的本身（這裡指的對象本身有點含糊，其實就是調用該同步方法的對象）通過使用同步方法，可非常友善的将某類變成線程安全的類，具有如下特征：

1 ，該類的對象可以被多個線程安全的通路。

2 ，每個線程調用該對象的任意方法之後，都将得到正确的結果。

3 ，每個線程調用該對象的任意方法之後，該對象狀态依然保持合理狀态。

注： synchronized 關鍵字可以修飾方法，也可以修飾代碼塊，但不能修飾構造器，屬性等。

實作同步機制注意以下幾點：    安全性高，性能低，在多線程用。性能高，安全性低，在單線程用。

1 ，不要對線程安全類的所有方法都進行同步，隻對那些會改變共享資源方法的進行同步。

2 ，如果可變類有兩種運作環境，當線程環境和多線程環境則應該為該可變類提供兩種版本：線程安全版本和線程不安全版本 ( 沒有同步方法和同步塊 ) 。在單線程中環境中，使用線程不安全版本以保證性能，在多線程中使用線程安全版本 .

線程通訊：

為什麼要使用線程通訊？

當使用synchronized 來修飾某個共享資源時(分同步代碼塊和同步方法兩種情況）,當某個線程獲得共享資源的鎖後就可以執行相應的代碼段，直到該線程運作完該代碼段後才釋放對該共享資源的鎖，讓其他線程有機會執行對該共享資源的修改。當某個線程占有某個共享資源的鎖時，如果另外一個線程也想獲得這把鎖運作就需要使用wait() 和notify()/notifyAll()方法來進行線程通訊了。

Java.lang.object 裡的三個方法wait() notify()  notifyAll()

wait方法導緻目前線程等待，直到其他線程調用同步螢幕的notify方法或notifyAll方法來喚醒該線程。

wait(mills)方法

都是等待指定時間後自動蘇醒，調用wait方法的目前線程會釋放該同步螢幕的鎖定，可以不用notify或notifyAll方法把它喚醒。

notify()

喚醒在同步螢幕上等待的單個線程，如果所有線程都在同步螢幕上等待，則會選擇喚醒其中一個線程，選擇是任意性的，隻有目前線程放棄對該同步螢幕的鎖定後，也就是使用wait方法後，才可以執行被喚醒的線程。

notifyAll()方法

喚醒在同步螢幕上等待的所有的線程。隻用目前線程放棄對該同步螢幕的鎖定後，才可以執行被喚醒的線程。

-------------------------------------------------另外的總結2--------------------------------------------

線程的同步

原子操作：根據Java規範，對于基本類型的指派或者傳回值操作，是原子操作。但這裡的基本資料類型不包括long和double, 因為JVM看到的基本存儲機關是32位，而long 和double都要用64位來表示。是以無法在一個時鐘周期内完成。

自增操作（++）不是原子操作，因為它涉及到一次讀和一次寫。

原子操作：由一組相關的操作完成，這些操作可能會操縱與其它的線程共享的資源，為了保證得到正确的運算結果，一個線程在執行原子操作其間，應該采取其他的措施使得其他的線程不能操縱共享資源。

同步代碼塊：為了保證每個線程能夠正常執行原子操作，Java引入了同步機制，具體的做法是在代表原子操作的程式代碼前加上synchronized标記，這樣的代碼被稱為同步代碼塊。

同步鎖：每個JAVA對象都有且隻有一個同步鎖，在任何時刻，最多隻允許一個線程擁有這把鎖。

當一個線程試圖通路帶有synchronized(this)标記的代碼塊時，必須獲得 this關鍵字引用的對象的鎖，在以下的兩種情況下，本線程有着不同的命運。

1、 假如這個鎖已經被其它的線程占用，JVM就會把這個線程放到本對象的鎖池中。本線程進入阻塞狀态。鎖池中可能有很多的線程，等到其他的線程釋放了鎖，JVM就會從鎖池中随機取出一個線程，使這個線程擁有鎖，并且轉到就緒狀态。

2、 假如這個鎖沒有被其他線程占用，本線程會獲得這把鎖，開始執行同步代碼塊。 （一般情況下在執行同步代碼塊時不會釋放同步鎖，但也有特殊情況會釋放對象鎖 如在執行同步代碼塊時，遇到異常而導緻線程終止，鎖會被釋放；在執行代碼塊時，執行了鎖所屬對象的wait()方法，這個線程會釋放對象鎖，進入對象的等待池中）

線程同步的特征：

1、 如果一個同步代碼塊和非同步代碼塊同時操作共享資源，仍然會造成對共享資源的競争。因為當一個線程執行一個對象的同步代碼塊時，其他的線程仍然可以執行對象的非同步代碼塊。（所謂的線程之間保持同步，是指不同的線程在執行同一個對象的同步代碼塊時，因為要獲得對象的同步鎖而互相牽制）

2、 每個對象都有唯一的同步鎖

3、 在靜态方法前面可以使用synchronized修飾符。

4、 當一個線程開始執行同步代碼塊時，并不意味着必須以不間斷的方式運作，進入同步代碼塊的線程可以執行Thread.sleep()或執行Thread.yield()方法，此時它并不釋放對象鎖，隻是把運作的機會讓給其他的線程。

5、 Synchronized聲明不會被繼承，如果一個用synchronized修飾的方法被子類覆寫，那麼子類中這個方法不在保持同步，除非用synchronized修飾。

線程安全的類：

1、 這個類的對象可以同時被多個線程安全的通路。

2、 每個線程都能正常的執行原子操作，得到正确的結果。

3、 在每個線程的原子操作都完成後，對象處于邏輯上合理的狀态。

釋放對象的鎖：

1、 執行完同步代碼塊就會釋放對象的鎖

2、 在執行同步代碼塊的過程中，遇到異常而導緻線程終止，鎖也會被釋放

3、 在執行同步代碼塊的過程中，執行了鎖所屬對象的wait()方法，這個線程會釋放對象鎖，進入對象的等待池。

死鎖

當一個線程等待由另一個線程持有的鎖，而後者正在等待已被第一個線程持有的鎖時，就會發生死鎖。JVM不監測也不試圖避免這種情況，是以保證不發生死鎖就成了程式員的責任。

如何避免死鎖

一個通用的經驗法則是：當幾個線程都要通路共享資源A、B、C 時，保證每個線程都按照同樣的順序去通路他們。

線程通信

Java.lang.Object類中提供了兩個用于線程通信的方法

1、 wait():執行了該方法的線程釋放對象的鎖，JVM會把該線程放到對象的等待池中。該線程等待其它線程喚醒

2、 notify():執行該方法的線程喚醒在對象的等待池中等待的一個線程，JVM從對象的等待池中随機選擇一個線程，把它轉到對象的鎖池中。

----------------------------------------------------線程同步的總結3---------------------------------------

我們可以在計算機上運作各種計算機軟體程式。每一個運作的程式可能包括多個獨立運作的線程（Thread）。

線程（Thread）是一份獨立運作的程式，有自己專用的運作棧。線程有可能和其他線程共享一些資源，比如，記憶體，檔案，資料庫等。

當多個線程同時讀寫同一份共享資源的時候，可能會引起沖突。這時候，我們需要引入線程“同步”機制，即各位線程之間要有個先來後到，不能一窩蜂擠上去搶作一團。

同步這個詞是從英文synchronize（使同時發生）翻譯過來的。我也不明白為什麼要用這個很容易引起誤解的詞。既然大家都這麼用，咱們也就隻好這麼将就。

線程同步的真實意思和字面意思恰好相反。線程同步的真實意思，其實是“排隊”：幾個線程之間要排隊，一個一個對共享資源進行操作，而不是同時進行操作。

是以，關于線程同步，需要牢牢記住的第一點是：線程同步就是線程排隊。同步就是排隊。線程同步的目的就是避免線程“同步”執行。這可真是個無聊的繞密碼。

關于線程同步，需要牢牢記住的第二點是 “共享”這兩個字。隻有共享資源的讀寫通路才需要同步。如果不是共享資源，那麼就根本沒有同步的必要。

關于線程同步，需要牢牢記住的第三點是，隻有“變量”才需要同步通路。如果共享的資源是固定不變的，那麼就相當于“常量”，線程同時讀取常量也不需要同步。至少一個線程修改共享資源，這樣的情況下，線程之間就需要同步。

關于線程同步，需要牢牢記住的第四點是：多個線程通路共享資源的代碼有可能是同一份代碼，也有可能是不同的代碼；無論是否執行同一份代碼，隻要這些線程的代碼通路同一份可變的共享資源，這些線程之間就需要同步。

為了加深了解，下面舉幾個例子。

有兩個采購員，他們的工作内容是相同的，都是遵循如下的步驟：

（1）到市場上去，尋找并購買有潛力的樣品。

（2）回到公司，寫報告。

這兩個人的工作内容雖然一樣，他們都需要購買樣品，他們可能買到同樣種類的樣品，但是他們絕對不會購買到同一件樣品，他們之間沒有任何共享資源。是以，他們可以各自進行自己的工作，互不幹擾。

這兩個采購員就相當于兩個線程；兩個采購員遵循相同的工作步驟，相當于這兩個線程執行同一段代碼。

下面給這兩個采購員增加一個工作步驟。采購員需要根據公司的“布告欄”上面公布的資訊，安排自己的工作計劃。

這兩個采購員有可能同時走到布告欄的前面，同時觀看布告欄上的資訊。這一點問題都沒有。因為布告欄是隻讀的，這兩個采購員誰都不會去修改布告欄上寫的資訊。

下面增加一個角色。一個辦公室行政人員這個時候，也走到了布告欄前面，準備修改布告欄上的資訊。

如果行政人員先到達布告欄，并且正在修改布告欄的内容。兩個采購員這個時候，恰好也到了。這兩個采購員就必須等待行政人員完成修改之後，才能觀看修改後的資訊。

如果行政人員到達的時候，兩個采購員已經在觀看布告欄了。那麼行政人員需要等待兩個采購員把目前資訊記錄下來之後，才能夠寫上新的資訊。

上述這兩種情況，行政人員和采購員對布告欄的通路就需要進行同步。因為其中一個線程（行政人員）修改了共享資源（布告欄）。而且我們可以看到，行政人員的工作流程和采購員的工作流程（執行代碼）完全不同，但是由于他們通路了同一份可變共享資源（布告欄），是以他們之間需要同步。

同步鎖

前面講了為什麼要線程同步，下面我們就來看如何才能線程同步。

線程同步的基本實作思路還是比較容易了解的。我們可以給共享資源加一把鎖，這把鎖隻有一把鑰匙。哪個線程擷取了這把鑰匙，才有權利通路該共享資源。

生活中，我們也可能會遇到這樣的例子。一些超市的外面提供了一些自動儲物箱。每個儲物箱都有一把鎖，一把鑰匙。人們可以使用那些帶有鑰匙的儲物箱，把東西放到儲物箱裡面，把儲物箱鎖上，然後把鑰匙拿走。這樣，該儲物箱就被鎖住了，其他人不能再通路這個儲物箱。（當然，真實的儲物箱鑰匙是可以被人拿走複制的，是以不要把貴重物品放在超市的儲物箱裡面。于是很多超市都采用了電子密碼鎖。）

線程同步鎖這個模型看起來很直覺。但是，還有一個嚴峻的問題沒有解決，這個同步鎖應該加在哪裡？

當然是加在共享資源上了。反應快的讀者一定會搶先回答。

沒錯，如果可能，我們當然盡量把同步鎖加在共享資源上。一些比較完善的共享資源，比如，檔案系統，資料庫系統等，自身都提供了比較完善的同步鎖機制。我們不用另外給這些資源加鎖，這些資源自己就有鎖。

但是，大部分情況下，我們在代碼中通路的共享資源都是比較簡單的共享對象。這些對象裡面沒有地方讓我們加鎖。

讀者可能會提出建議：為什麼不在每一個對象内部都增加一個新的區域，專門用來加鎖呢？這種設計理論上當然也是可行的。問題在于，線程同步的情況并不是很普遍。如果因為這小機率事件，在所有對象内部都開辟一塊鎖空間，将會帶來極大的空間浪費。得不償失。

于是，現代的程式設計語言的設計思路都是把同步鎖加在代碼段上。确切的說，是把同步鎖加在“通路共享資源的代碼段”上。這一點一定要記住，同步鎖是加在代碼段上的。

同步鎖加在代碼段上，就很好地解決了上述的空間浪費問題。但是卻增加了模型的複雜度，也增加了我們的了解難度。

現在我們就來仔細分析“同步鎖加在代碼段上”的線程同步模型。

首先，我們已經解決了同步鎖加在哪裡的問題。我們已經确定，同步鎖不是加在共享資源上，而是加在通路共享資源的代碼段上。

其次，我們要解決的問題是，我們應該在代碼段上加什麼樣的鎖。這個問題是重點中的重點。這是我們尤其要注意的問題：通路同一份共享資源的不同代碼段，應該加上同一個同步鎖；如果加的是不同的同步鎖，那麼根本就起不到同步的作用，沒有任何意義。

這就是說，同步鎖本身也一定是多個線程之間的共享對象。

Java語言的synchronized關鍵字

為了加深了解，舉幾個代碼段同步的例子。

不同語言的同步鎖模型都是一樣的。隻是表達方式有些不同。這裡我們以目前最流行的Java語言為例。Java語言裡面用synchronized關鍵字給代碼段加鎖。整個文法形式表現為

synchronized(同步鎖) {

  // 通路共享資源，需要同步的代碼段

}

這裡尤其要注意的就是，同步鎖本身一定要是共享的對象。

… f1() {

Object lock1 = new Object(); // 産生一個同步鎖

synchronized(lock1){

  // 代碼段 A

// 通路共享資源 resource1

// 需要同步

}

}

上面這段代碼沒有任何意義。因為那個同步鎖是在函數體内部産生的。每個線程調用這段代碼的時候，都會産生一個新的同步鎖。那麼多個線程之間，使用的是不同的同步鎖。根本達不到同步的目的。

同步代碼一定要寫成如下的形式，才有意義。

public static final Object lock1 = new Object();

… f1() {

synchronized(lock1){ // lock1 是公用同步鎖

  // 代碼段 A

// 通路共享資源 resource1

// 需要同步

}

你不一定要把同步鎖聲明為static或者public，但是你一定要保證相關的同步代碼之間，一定要使用同一個同步鎖。

講到這裡，你一定會好奇，這個同步鎖到底是個什麼東西。為什麼随便聲明一個Object對象，就可以作為同步鎖？

在Java裡面，同步鎖的概念就是這樣的。任何一個Object Reference都可以作為同步鎖。我們可以把Object Reference了解為對象在記憶體配置設定系統中的記憶體位址。是以，要保證同步代碼段之間使用的是同一個同步鎖，我們就要保證這些同步代碼段的synchronized關鍵字使用的是同一個Object Reference，同一個記憶體位址。這也是為什麼我在前面的代碼中聲明lock1的時候，使用了final關鍵字，這就是為了保證lock1的Object Reference在整個系統運作過程中都保持不變。

一些求知欲強的讀者可能想要繼續深入了解synchronzied(同步鎖)的實際運作機制。Java虛拟機規範中（你可以在google用“JVM Spec”等關鍵字進行搜尋），有對synchronized關鍵字的詳細解釋。synchronized會編譯成 monitor enter, … monitor exit之類的指令對。Monitor就是實際上的同步鎖。每一個Object Reference在概念上都對應一個monitor。

這些實作細節問題，并不是了解同步鎖模型的關鍵。我們繼續看幾個例子，加深對同步鎖模型的了解。

public static final Object lock1 = new Object();

… f1() {

synchronized(lock1){ // lock1 是公用同步鎖

  // 代碼段 A

// 通路共享資源 resource1

// 需要同步

}

}

… f2() {

synchronized(lock1){ // lock1 是公用同步鎖

  // 代碼段 B

// 通路共享資源 resource1

// 需要同步

}

}

上述的代碼中，代碼段A和代碼段B就是同步的。因為它們使用的是同一個同步鎖lock1。

如果有10個線程同時執行代碼段A，同時還有20個線程同時執行代碼段B，那麼這30個線程之間都是要進行同步的。

這30個線程都要競争一個同步鎖lock1。同一時刻，隻有一個線程能夠獲得lock1的所有權，隻有一個線程可以執行代碼段A或者代碼段B。其他競争失敗的線程隻能暫停運作，進入到該同步鎖的就緒（Ready）隊列。

每一個同步鎖下面都挂了幾個線程隊列，包括就緒（Ready）隊列，待召（Waiting）隊列等。比如，lock1對應的就緒隊列就可以叫做lock1 - ready queue。每個隊列裡面都可能有多個暫停運作的線程。

注意，競争同步鎖失敗的線程進入的是該同步鎖的就緒（Ready）隊列，而不是後面要講述的待召隊列（Waiting Queue，也可以翻譯為等待隊列）。就緒隊列裡面的線程總是時刻準備着競争同步鎖，時刻準備着運作。而待召隊列裡面的線程則隻能一直等待，直到等到某個信号的通知之後，才能夠轉移到就緒隊列中，準備運作。

成功擷取同步鎖的線程，執行完同步代碼段之後，會釋放同步鎖。該同步鎖的就緒隊列中的其他線程就繼續下一輪同步鎖的競争。成功者就可以繼續運作，失敗者還是要乖乖地待在就緒隊列中。

是以，線程同步是非常耗費資源的一種操作。我們要盡量控制線程同步的代碼段範圍。同步的代碼段範圍越小越好。我們用一個名詞“同步粒度”來表示同步代碼段的範圍。

同步粒度

在Java語言裡面，我們可以直接把synchronized關鍵字直接加在函數的定義上。

比如。

… synchronized … f1() {

  // f1 代碼段

}

這段代碼就等價于

… f1() {

  synchronized(this){ // 同步鎖就是對象本身

    // f1 代碼段

  }

}

同樣的原則适用于靜态（static）函數

比如。

… static synchronized … f1() {

  // f1 代碼段

}

這段代碼就等價于

…static … f1() {

  synchronized(Class.forName(…)){ // 同步鎖是類定義本身

    // f1 代碼段

  }

}

但是，我們要盡量避免這種直接把synchronized加在函數定義上的偷懶做法。因為我們要控制同步粒度。同步的代碼段越小越好。synchronized控制的範圍越小越好。

我們不僅要在縮小同步代碼段的長度上下功夫，我們同時還要注意細分同步鎖。

比如，下面的代碼

public static final Object lock1 = new Object();

… f1() {

synchronized(lock1){ // lock1 是公用同步鎖

  // 代碼段 A

// 通路共享資源 resource1

// 需要同步

}

}

… f2() {

synchronized(lock1){ // lock1 是公用同步鎖

  // 代碼段 B

// 通路共享資源 resource1

// 需要同步

}

}

… f3() {

synchronized(lock1){ // lock1 是公用同步鎖

  // 代碼段 C

// 通路共享資源 resource2

// 需要同步

}

}

… f4() {

synchronized(lock1){ // lock1 是公用同步鎖

  // 代碼段 D

// 通路共享資源 resource2

// 需要同步

}

}

上述的4段同步代碼，使用同一個同步鎖lock1。所有調用4段代碼中任何一段代碼的線程，都需要競争同一個同步鎖lock1。

我們仔細分析一下，發現這是沒有必要的。

因為f1()的代碼段A和f2()的代碼段B通路的共享資源是resource1，f3()的代碼段C和f4()的代碼段D通路的共享資源是resource2，它們沒有必要都競争同一個同步鎖lock1。我們可以增加一個同步鎖lock2。f3()和f4()的代碼可以修改為：

public static final Object lock2 = new Object();

… f3() {

synchronized(lock2){ // lock2 是公用同步鎖

  // 代碼段 C

// 通路共享資源 resource2

// 需要同步

}

}

… f4() {

synchronized(lock2){ // lock2 是公用同步鎖

  // 代碼段 D

// 通路共享資源 resource2

// 需要同步

}

}

這樣，f1()和f2()就會競争lock1，而f3()和f4()就會競争lock2。這樣，分開來分别競争兩個鎖，就可以大大較少同步鎖競争的機率，進而減少系統的開銷。

信号量

同步鎖模型隻是最簡單的同步模型。同一時刻，隻有一個線程能夠運作同步代碼。

有的時候，我們希望處理更加複雜的同步模型，比如生産者/消費者模型、讀寫同步模型等。這種情況下，同步鎖模型就不夠用了。我們需要一個新的模型。這就是我們要講述的信号量模型。

信号量模型的工作方式如下：線程在運作的過程中，可以主動停下來，等待某個信号量的通知；這時候，該線程就進入到該信号量的待召（Waiting）隊列當中；等到通知之後，再繼續運作。

很多語言裡面，同步鎖都由專門的對象表示，對象名通常叫Monitor。

同樣，在很多語言中，信号量通常也有專門的對象名來表示，比如，Mutex，Semphore。

信号量模型要比同步鎖模型複雜許多。一些系統中，信号量甚至可以跨程序進行同步。另外一些信号量甚至還有計數功能，能夠控制同時運作的線程數。

我們沒有必要考慮那麼複雜的模型。所有那些複雜的模型，都是最基本的模型衍生出來的。隻要掌握了最基本的信号量模型——“等待/通知”模型，複雜模型也就迎刃而解了。

我們還是以Java語言為例。Java語言裡面的同步鎖和信号量概念都非常模糊，沒有專門的對象名詞來表示同步鎖和信号量，隻有兩個同步鎖相關的關鍵字——volatile和synchronized。

這種模糊雖然導緻概念不清，但同時也避免了Monitor、Mutex、Semphore等名詞帶來的種種誤解。我們不必執着于名詞之争，可以專注于了解實際的運作原理。

在Java語言裡面，任何一個Object Reference都可以作為同步鎖。同樣的道理，任何一個Object Reference也可以作為信号量。

Object對象的wait()方法就是等待通知，Object對象的notify()方法就是發出通知。

具體調用方法為

（1）等待某個信号量的通知

public static final Object signal = new Object();

… f1() {

synchronized(singal) { // 首先我們要擷取這個信号量。這個信号量同時也是一個同步鎖

    // 隻有成功擷取了signal這個信号量兼同步鎖之後，我們才可能進入這段代碼

    signal.wait(); // 這裡要放棄信号量。本線程要進入signal信号量的待召（Waiting）隊列

// 可憐。辛辛苦苦争取到手的信号量，就這麼被放棄了

    // 等到通知之後，從待召（Waiting）隊列轉到就緒（Ready）隊列裡面

// 轉到了就緒隊列中，離CPU核心近了一步，就有機會繼續執行下面的代碼了。

// 仍然需要把signal同步鎖競争到手，才能夠真正繼續執行下面的代碼。命苦啊。

    …

}

}

需要注意的是，上述代碼中的signal.wait()的意思。signal.wait()很容易導緻誤解。signal.wait()的意思并不是說，signal開始wait，而是說，運作這段代碼的目前線程開始wait這個signal對象，即進入signal對象的待召（Waiting）隊列。

（2）發出某個信号量的通知

… f2() {

synchronized(singal) { // 首先，我們同樣要擷取這個信号量。同時也是一個同步鎖。

    // 隻有成功擷取了signal這個信号量兼同步鎖之後，我們才可能進入這段代碼

signal.notify(); // 這裡，我們通知signal的待召隊列中的某個線程。

// 如果某個線程等到了這個通知，那個線程就會轉到就緒隊列中

// 但是本線程仍然繼續擁有signal這個同步鎖，本線程仍然繼續執行

// 嘿嘿，雖然本線程好心通知其他線程，

// 但是，本線程可沒有那麼高風亮節，放棄到手的同步鎖

// 本線程繼續執行下面的代碼

    …

}

}

需要注意的是，signal.notify()的意思。signal.notify()并不是通知signal這個對象本身。而是通知正在等待signal信号量的其他線程。

以上就是Object的wait()和notify()的基本用法。

實際上，wait()還可以定義等待時間，當線程在某信号量的待召隊列中，等到足夠長的時間，就會等無可等，無需再等，自己就從待召隊列轉移到就緒隊列中了。

另外，還有一個notifyAll()方法，表示通知待召隊列裡面的所有線程。

這些細節問題，并不對大局産生影響。

----------------------------------------------------------------------------------------線程同步的總結4-------------------------------------------------------------------------

總的說來，synchronized關鍵字可以作為函數的修飾符，也可作為函數内的語句，也就是平時說的同步方法和同步語句塊。如果再細的分類，synchronized可作用于instance變量、object reference（對象引用）、static函數和class literals(類名稱字面常量)身上。

在進一步闡述之前，我們需要明确幾點：

A．無論synchronized關鍵字加在方法上還是對象上，它取得的鎖都是對象，而不是把一段代碼或函數當作鎖――而且同步方法很可能還會被其他線程的對象通路。

B．每個對象隻有一個鎖（lock）與之相關聯。

C．實作同步是要很大的系統開銷作為代價的，甚至可能造成死鎖，是以盡量避免無謂的同步控制。

接着來讨論synchronized用到不同地方對代碼産生的影響：

假設P1、P2是同一個類的不同對象，這個類中定義了以下幾種情況的同步塊或同步方法，P1、P2就都可以調用它們。

1．  把synchronized當作函數修飾符時，示例代碼如下：

Public synchronized void methodAAA()

{

//….

}

這也就是同步方法，那這時synchronized鎖定的是哪個對象呢？它鎖定的是調用這個同步方法對象。也就是說，當一個對象P1在不同的線程中執行這個同步方法時，它們之間會形成互斥，達到同步的效果。但是這個對象所屬的Class所産生的另一對象P2卻可以任意調用這個被加了synchronized關鍵字的方法。

上邊的示例代碼等同于如下代碼：

public void methodAAA()

{

synchronized (this)      //  (1)

{

       //…..

}

}

 (1)處的this指的是什麼呢？它指的就是調用這個方法的對象，如P1。可見同步方法實質是将synchronized作用于object reference。――那個拿到了P1對象鎖的線程，才可以調用P1的同步方法，而對P2而言，P1這個鎖與它毫不相幹，程式也可能在這種情形下擺脫同步機制的控制，造成資料混亂：（

2．同步塊，示例代碼如下：

            public void method3(SomeObject so)

              {

                     synchronized(so)

{

       //…..

}

}

這時，鎖就是so這個對象，誰拿到這個鎖誰就可以運作它所控制的那段代碼。當有一個明确的對象作為鎖時，就可以這樣寫程式，但當沒有明确的對象作為鎖，隻是想讓一段代碼同步時，可以建立一個特殊的instance變量（它得是一個對象）來充當鎖：

class Foo implements Runnable

{

       private byte[] lock = new byte[0];  // 特殊的instance變量

    Public void methodA()

{

       synchronized(lock) { //… }

}

//…..

}

注：零長度的byte數組對象建立起來将比任何對象都經濟――檢視編譯後的位元組碼：生成零長度的byte[]對象隻需3條操作碼，而Object lock = new Object()則需要7行操作碼。

3．将synchronized作用于static 函數，示例代碼如下：

      Class Foo

{

public synchronized static void methodAAA()   // 同步的static 函數

{

//….

}

public void methodBBB()

{

       synchronized(Foo.class)   //  class literal(類名稱字面常量)

}

       }

   代碼中的methodBBB()方法是把class literal作為鎖的情況，它和同步的static函數産生的效果是一樣的，取得的鎖很特别，是目前調用這個方法的對象所屬的類（Class，而不再是由這個Class産生的某個具體對象了）。

記得在《Effective Java》一書中看到過将 Foo.class和 P1.getClass()用于作同步鎖還不一樣，不能用P1.getClass()來達到鎖這個Class的目的。P1指的是由Foo類産生的對象。

可以推斷：如果一個類中定義了一個synchronized的static函數A，也定義了一個synchronized 的instance函數B，那麼這個類的同一對象Obj在多線程中分别通路A和B兩個方法時，不會構成同步，因為它們的鎖都不一樣。A方法的鎖是Obj這個對象，而B的鎖是Obj所屬的那個Class。

小結如下：

搞清楚synchronized鎖定的是哪個對象，就能幫助我們設計更安全的多線程程式。

還有一些技巧可以讓我們對共享資源的同步通路更加安全：

1．  定義private 的instance變量+它的 get方法，而不要定義public/protected的instance變量。如果将變量定義為public，對象在外界可以繞過同步方法的控制而直接取得它，并改動它。這也是JavaBean的标準實作方式之一。

2．  如果instance變量是一個對象，如數組或ArrayList什麼的，那上述方法仍然不安全，因為當外界對象通過get方法拿到這個instance對象的引用後，又将其指向另一個對象，那麼這個private變量也就變了，豈不是很危險。 這個時候就需要将get方法也加上synchronized同步，并且，隻傳回這個private對象的clone()――這樣，調用端得到的就是對象副本的引用了。