synchronized用法与锁机制全解析
小伙伴们对文章编程感兴趣吗?是否正在学习相关知识点?如果是,那么本文《Java synchronized用法与锁机制详解》,就很适合你,本篇文章讲解的知识点主要包括。在之后的文章中也会多多分享相关知识点,希望对大家的知识积累有所帮助!
synchronized是Java线程同步核心机制,通过修饰方法或代码块实现互斥访问,其底层依赖对象的Monitor锁,支持可重入、自动释放,但不可中断;实际使用中应缩小同步范围、优先使用私有锁对象,并根据场景考虑并发包工具替代方案。

在Java中,synchronized关键字是实现线程同步的核心机制之一,主要用于控制多个线程对共享资源的访问,防止数据竞争和保证线程安全。理解它的用法与背后的锁机制,对编写高并发程序至关重要。
1. synchronized的基本用法
synchronized可以修饰方法或代码块,其作用是确保同一时刻只有一个线程能执行被保护的代码。
● 修饰实例方法:当synchronized修饰一个实例方法时,锁对象是当前实例(this)。多个线程调用同一个对象的该方法时会互斥。
public synchronized void increment() {
count++;
}
● 修饰静态方法:
锁的是当前类的Class对象(如 MyClass.class),所有该类的实例共用这把锁。
public static synchronized void print() {
System.out.println("Hello");
}
● 修饰代码块:
可以指定任意对象作为锁,灵活性更高。
public void method() {
synchronized(this) {
// 同步代码
}
}
也可以使用私有锁对象来避免外部干扰:
private final Object lock = new Object();
public void method() {
synchronized(lock) {
// 安全操作
}
}
2. synchronized的锁机制原理
synchronized的底层依赖于JVM的监视器锁(Monitor Lock),每个Java对象都可以关联一个Monitor。
● 锁的获取与释放:进入synchronized代码块前,线程必须先获取对象的Monitor锁。如果锁已被其他线程持有,当前线程会被阻塞,直到锁被释放。
● 锁的类型演变:JVM对synchronized做了大量优化,锁状态会随着竞争情况升级:
- 无锁状态:没有线程竞争
- 偏向锁:适用于只有一个线程反复进入同步块的场景
- 轻量级锁:多用于低竞争环境,通过CAS操作避免阻塞
- 重量级锁:当竞争激烈时,依赖操作系统互斥量(Mutex),线程挂起
这种升级机制减少了不必要的性能开销。
3. synchronized的特性与注意事项
● 可重入性:一个线程可以多次获取同一个对象的锁。例如,在一个synchronized方法中调用另一个synchronized方法(同一对象),不会死锁。
● 自动释放锁:无论正常执行完还是抛出异常,JVM都会自动释放锁,不需要手动干预,避免了死锁风险。
● 不可中断:等待synchronized锁的线程无法被interrupt()中断,只能被动等待。
● 锁的是对象,不是代码:关键是要清楚锁住的是哪个对象。两个线程要互斥,必须竞争同一个锁对象。
比如不同实例的对象各自调用synchronized实例方法,不会互相阻塞。
4. 实际应用建议
● 避免锁粗化:不要将整个方法都同步,只对必要的临界区加锁,减少同步范围。
● 使用私有锁对象:避免使用public对象或this作为锁,以防外部意外持有锁导致性能问题或死锁。
● 替代方案考虑:对于复杂场景,java.util.concurrent包中的ReentrantLock、原子类等可能提供更灵活的控制,如尝试锁、超时锁等。
基本上就这些。synchronized虽然语法简单,但背后机制不简单。掌握它,是理解Java并发编程的第一步。用好它,能让程序既安全又高效。
本篇关于《synchronized用法与锁机制全解析》的介绍就到此结束啦,但是学无止境,想要了解学习更多关于文章的相关知识,请关注golang学习网公众号!
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