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synchronized关键字

在Java中，synchronized关键字用于控制多个线程对共享资源的访问，确保在同一时间只有一个线程可以执行特定的代码块或方法。这对于防止多线程环境下的数据竞争和不一致性至关重要。

什么是synchronized？​

synchronized是Java中的一个关键字，用于实现线程同步。它可以应用于方法或代码块，确保在同一时间只有一个线程可以执行被synchronized修饰的代码。这样可以避免多个线程同时修改共享资源，从而防止数据不一致的问题。

如何使用synchronized？​

synchronized关键字可以用于以下两种场景：

  1. 同步方法：将synchronized关键字放在方法声明中。
  2. 同步代码块：将synchronized关键字放在代码块中，并指定一个锁对象。

同步方法​

当一个方法被synchronized修饰时，该方法在同一时间只能被一个线程执行。其他线程必须等待当前线程执行完毕后才能进入该方法。

java
public class Counter {
    private int count = 0;

    public synchronized void increment() {
        count++;
    }

    public synchronized int getCount() {
        return count;
    }
}

在上面的例子中，increment和getCount方法都被synchronized修饰，因此它们在同一时间只能被一个线程访问。

同步代码块​

synchronized关键字也可以用于代码块，此时需要指定一个锁对象。锁对象可以是任何Java对象，通常使用this关键字来引用当前对象。

java
public class Counter {
    private int count = 0;
    private final Object lock = new Object();

    public void increment() {
        synchronized (lock) {
            count++;
        }
    }

    public int getCount() {
        synchronized (lock) {
            return count;
        }
    }
}

在这个例子中，increment和getCount方法中的代码块被synchronized修饰，并且使用了lock对象作为锁。这样可以确保在同一时间只有一个线程可以执行这些代码块。

实际应用场景​

synchronized关键字在多线程编程中非常常见，特别是在需要保护共享资源的情况下。以下是一个实际应用场景：

银行账户转账​

假设我们有一个银行账户类，多个线程可能会同时进行转账操作。为了防止多个线程同时修改账户余额，我们可以使用synchronized关键字来确保线程安全。

java
public class BankAccount {
    private double balance;

    public BankAccount(double initialBalance) {
        this.balance = initialBalance;
    }

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

    public synchronized void withdraw(double amount) {
        if (balance >= amount) {
            balance -= amount;
        } else {
            System.out.println("Insufficient balance");
        }
    }

    public synchronized double getBalance() {
        return balance;
    }
}

在这个例子中，deposit、withdraw和getBalance方法都被synchronized修饰，确保在同一时间只有一个线程可以修改账户余额。

总结​

synchronized关键字是Java中实现线程同步的重要工具。它可以用于方法或代码块，确保在同一时间只有一个线程可以访问共享资源，从而防止数据竞争和不一致性。通过合理使用synchronized，我们可以编写出线程安全的代码，确保多线程环境下的数据安全。

附加资源与练习​

  • 练习：尝试编写一个多线程程序，使用synchronized关键字保护共享资源，并观察其行为。
  • 进一步阅读：了解Java中的其他同步机制，如ReentrantLock和volatile关键字。
提示

在使用synchronized时，尽量避免在方法级别使用，而是使用同步代码块来减少锁的粒度，从而提高性能。

警告

过度使用synchronized可能会导致性能问题，因为它会阻止其他线程访问被锁定的资源。因此，在使用synchronized时要谨慎，确保只在必要时使用。