Java 同步机制 synchronized

在并发程序中，只有当多个线程争抢同一个锁对象时，才能实现对临界资源（共享资源）的同步控制。如果锁对象不同，多个线程会各自持有不同的锁，无法相互限制，会导致并发安全问题（如数据不一致、重复操作等）。

核心逻辑：锁的 “互斥性” 依赖于 “同一把锁”

  • 相同锁：多个线程会排队等待获取这把锁，同一时间只有一个线程能执行同步代码（实现 “互斥”），从而保证共享资源的安全。
  • 不同锁：每个线程可以同时获取自己的锁，同步代码会被并发执行，无法保证共享资源的安全。

一、核心概念定义

1. synchronized 关键字

  • 本质：Java 提供的用于实现线程同步的核心关键字，是实现 “互斥” 和 “原子性” 的基础工具。

  • 作用：保证多个线程对共享资源的访问是 “串行执行” 的，避免并发安全问题（如数据不一致、重复操作）。

  • 适用场景：可作用于两个维度：

  • 修饰方法：生成 “同步函数”；

  • 修饰代码块：生成 “同步代码块”。

2. 同步函数

  • 本质：被 synchronized 关键字修饰的方法，是 synchronized 的一种具体应用结果。

核心特性：

  • 同步范围：默认同步整个方法体，线程进入方法时获取锁，退出方法时释放锁；

  • 锁对象固定：由方法类型（静态 / 非静态）决定，不可自定义。

二、synchronized 与同步函数的关系（核心区分）

1. 包含与被包含关系

  • synchronized 是 “工具”，同步函数是 “工具的产物”：

只有用 synchronized 修饰方法，才能生成同步函数；没有 synchronized，就不存在 “同步函数” 这一概念。

2. 关键区别（表格对比）
对比维度 synchronized 关键字 同步函数
概念本质 同步工具（关键字） 被工具修饰的方法（应用结果）
作用范围 灵活：可修饰方法、可修饰代码块 固定：仅覆盖整个方法体
锁对象灵活性 修饰代码块时可自定义锁对象（如 new Object()） 锁对象固定（非静态→this，静态→类名.class）
核心能力 提供同步机制的 “基础能力” 借助 synchronized 实现 “方法级同步”

三、同步函数的分类与锁对象规则

同步函数按 “是否静态” 分为两类，核心区别在于锁对象不同，这是保证同步的关键。

1. 非静态同步函数

  • 锁对象：当前对象实例（this），即调用该方法的对象。

  • 等价转换：非静态同步函数本质是 “用 this 作为锁的同步代码块”，示例如下：

1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
13
14
15
16
17
18
19
20

// 非静态同步函数​
synchronized void sale() {​

	System.out.println("售票操作");​

}​

​

// 等价的同步代码块（锁对象为 this）​
void sale() {​

	synchronized (this) {​

		System.out.println("售票操作");​
	
	}​

}
  • 适用场景：多线程操作 “同一对象实例的共享资源”（如同一售票窗口的票）。

2. 静态同步函数

  • 锁对象：当前类的字节码对象（类名.class），一个类只有一个字节码对象，全局唯一。

  • 等价转换：静态同步函数本质是 “用 类名.class 作为锁的同步代码块”，示例如下：

1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
13
14
15
16
17
18
19
20

// 静态同步函数​
static synchronized void sale() {​

	System.out.println("静态售票操作");​

}​

​

// 等价的同步代码块（锁对象为 类名.class）​

static void sale() {​
	synchronized (SaleThread.class) {
	​
			System.out.println("静态售票操作");​
	
	}​

}
  • 适用场景：多线程操作 “类级别的共享资源”（如静态变量、全局配置）。

四、同步的核心原则（保证线程安全的关键）

1. 锁对象一致性原则

  • 核心逻辑：多个线程要实现同步（互斥访问共享资源），必须争抢 “同一把锁”。

  • 若锁对象相同：线程排队获取锁，同一时间只有一个线程执行同步代码，安全；

  • 若锁对象不同：线程各自持有不同锁，同步代码并发执行，存在安全问题（如数据错误）。

2. 不同场景的锁对象匹配示例
场景 同步函数类型 同步代码块需用的锁对象 目的
非静态同步函数 + 同步代码块 非静态同步函数 this 保证同一对象的操作互斥
静态同步函数 + 同步代码块 静态同步函数 类名.class 保证类级别的操作互斥

五、常见误区与注意事项

  1. 误区 1：同步函数等同于 synchronized

错误：同步函数是 synchronized 的应用之一，synchronized 还能修饰代码块，两者不是同一概念。

  1. 误区 2：静态同步函数的锁是 this

错误：静态方法属于 “类”，不属于 “对象”，锁对象是 类名.class，而非 this（this 仅存在于非静态方法中）。

  1. 注意事项：同步范围并非越大越好

同步函数同步整个方法体，若方法中包含非共享资源操作，会导致 “锁粒度太大”，降低并发效率；此时建议用 synchronized 代码块，只同步 “共享资源相关的核心代码”。