synchronized關鍵字

Java以提供關鍵字synchronized的形式，以防止多執行緒時資源衝突提供了內建支援。當任務要執行被synchronized關鍵字保護的程式碼片段時，它將檢查鎖是否可用，然後獲取鎖，執行程式碼，釋放鎖。

所有物件都自動含有單一的鎖（監視器）。當在物件上呼叫其任意synchronized方法時，此物件都被加鎖。

synchronized鎖住的是括號裡的物件，而不是程式碼。對於非static的synchronized方法，鎖的物件其實就是this。

注：

• synchronized關鍵字也可以修飾靜態方法，此時如果呼叫該靜態方法，將會鎖住整個類（類鎖，見下面synchronized(xxx.class)
  的介紹）
• synchronized methods(){} 與synchronized（this）{}之間本質上是一樣的，只是 synchronized methods(){}便於閱讀理解，而synchronized（this）{}可以更精確的控制衝突限制訪問區域，有時候表現更高效率。
• synchronized關鍵字是不能繼承的，也就是派生的子類如果也有同步的要求需再次使用synchronized關鍵字。

synchronized方法

synchronized methods(){
    //方法體
}

由於java的每個物件都有一個內建鎖，當用此關鍵字修飾方法時，內建鎖會保護整個方法。在呼叫該方法前，需要獲得內建鎖，否則就處於阻塞狀態。

synchronized程式碼塊

synchronized(syncObject) {
    /允許訪問控制的程式碼
}

syncObject為互斥量（上鎖的目標），一般為類例項或類

當一個執行緒訪問object的一個synchronized(this)同步程式碼塊時，它就獲得了這個object的物件鎖。此時其它執行緒對該object物件所有同步程式碼部分的訪問都被暫時阻塞。

同步程式碼塊synchronized(this)與synchronized(xx.class)的區別

有兩種型別的同步鎖，一種是物件鎖（Object lock），一種是類鎖（Class lock）。

物件鎖與一個具體的物件例項相關聯，每個物件例項只能有一個鎖。當一個執行緒進入一個例項方法或者synchronized(Object o){}塊時物件鎖被啟用。

一個類鎖與一個具體的類相關聯，一個類只能有一個鎖。當執行緒進入靜態方法或者synchronized(X.class) {}塊時類鎖被啟用。也就是說類鎖會鎖定所有該類的例項。

舉個栗子（見於CSDN某評論區）：

1. 假設蘋果是一個類，裡面有方法吃蘋果，有例項蘋果1，synchronized(蘋果1){吃蘋果}時（物件鎖），此時有一個人吃蘋果1，但只能一個一個的吃；
2. 再例項化一個 例項蘋果2，而且此時有兩個人a、b分別吃 蘋果1 、蘋果2 ，這時使用synchronized(蘋果.class) 時(類鎖)，當a吃蘋果（蘋果1）時b不能吃蘋果，反之亦然。

物件鎖與類鎖時相互獨立的，事實上對一個類來說，可能在某一執行緒擁有它的類鎖的同時，另一個執行緒擁有它的例項鎖。

volatile關鍵字

首先我們得了解什麼原子性。

原子性：在單處理器系統(UniProcessor)中，能夠在單條指令中完成的操作稱為”原子操作”，因為中斷只能發生於指令之間。原子操作是不可分割的，在直到執行完畢之間不會被任何其它任務或事件中斷。因此把一個操作這種無法再次分隔和中斷的特性稱為原子性。
在對稱多處理器(Symmetric Multi-Processor)結構中就不同了，由於系統中有多個處理器在獨立地執行，即使能在單條指令中完成的操作也有可能受到干擾。

原子操作是不能被執行緒排程中斷的操作。意味著可以利用原子性來編寫無鎖的程式碼，這些程式碼不需要同步。

原子性可以應用於除long和double之外的所有基本型別的“簡單操作”，對於這些型別可以保證它們會被當作不可分的（原子）操作來操作記憶體。

定義long和double型別變數時可以使用volatile關鍵字，讓他們獲得（簡單賦值和返回操作的）原子性。

使用方式：

volatile 成員變數

原子操作確保了應用中的可視性，如果將一個域申明為volatile，那麼只要對這個域產生了寫操作，那麼所有的讀操作都可以看到這個修改。即便使用了本地快取也是如此，volatile域會被立即寫到主存中，而讀寫操作就發生在主存中。

• volatile關鍵字為域變數的訪問提供了一種免鎖機制
• 使用volatile修飾域相當於告訴虛擬機器該域可能會被其他執行緒更新
• 因此每次使用該域就要重新計算，而不是使用暫存器中的值

注意：

• 如果你不是專家級的程式設計師，不要依賴於原子性來編寫無鎖的程式碼。
• 依賴於原子性可能是不安全的，因此避免使用原子性代替同步。
• 使用volatile而不是synchronized的唯一安全情況是類中只有一個可變的域，而第一選擇和最安全的方式是採用synchronized關鍵字。

使用顯式的lock物件

Java SE5的java.uitl.concurrent類庫了有定義在java.util.concurrent.locks中的顯式的互斥機制。lock物件必須被顯式地建立，鎖定和釋放。因此，它與內建的鎖形式相比，程式碼缺乏優雅性。但在解決某些型別的問題時更加靈活。

使用方法如下：

Lock lock = new Reentrantlock();
lock.lock();
try{
    //同步的程式碼段
}finally{
    //釋放鎖
    lock.unlock();
}

使用try catch是為了當某些異常丟擲了，你可以使用finally子句以維護在正常的狀態。

使用synchronized關鍵字時，需要的程式碼量更少，並且使用者錯誤出現的可能性更低。因此通常只有在解決特殊問題時，才會使用顯式lock的這種方式。例如獲取鎖一段時間。

sleep()方法與wait()方法

• 從所屬的類來看，sleep()方法屬於Thread中的，wait()方法在Object中。

• 從資源排程上看，wait()方法會釋放物件鎖（等待CPU），sleep()方法不會(佔著CPU睡覺)。

• 使用範圍：
  wait()，notify()和notifyAll()方法只能在同步控制方法或者同步控制塊裡面使用，而sleep可以在任何地方使用。

//在同步程式碼塊中呼叫wait()方法
synchronized(x){
     x.notify();
    //或者wait()
}