Java中的synchronized关键字

介绍

在Java中，并发编程是一个重要的话题。当多个线程同时访问共享资源时，会导致数据不一致的问题。为了解决这个问题，Java提供了synchronized关键字。

synchronized关键字用于控制多个线程对共享资源的访问，保证同一时间只有一个线程可以访问该资源，其他线程需要等待。

使用synchronized关键字

在Java中，可以使用synchronized关键字来修饰方法或代码块，来实现线程的同步。下面是两种使用synchronized关键字的方式：

  1. 同步方法
public synchronized void synchronizedMethod() {
    // 同步的代码块
}

在上述代码中，synchronized修饰的是一个方法，表示这个方法是一个同步方法。当一个线程进入这个方法时，其他线程需要等待。

  1. 同步代码块
public void synchronizedBlock() {
    synchronized(this) {
        // 同步的代码块
    }
}

在上述代码中，synchronized修饰的是一个代码块，代码块的范围由synchronized后面的括号确定。当一个线程进入这个代码块时，其他线程需要等待。

同线程的效果

当同一线程多次调用同步方法或访问同步代码块时，synchronized关键字的效果并不会发生变化。即同一线程可以重复获得锁，而不会被阻塞。

下面是一个示例代码：

public class SynchronizedThread implements Runnable {
    private int count = 0;

    public synchronized void synchronizedMethod() {
        count++;
        System.out.println("Thread: " + Thread.currentThread().getName() + ", count: " + count);
    }

    @Override
    public void run() {
        synchronizedMethod();
        synchronizedMethod();
    }

    public static void main(String[] args) {
        SynchronizedThread synchronizedThread = new SynchronizedThread();
        Thread thread1 = new Thread(synchronizedThread);
        Thread thread2 = new Thread(synchronizedThread);
        thread1.start();
        thread2.start();
    }
}

在上述代码中，我们创建了一个SynchronizedThread类，实现了Runnable接口，并实现了一个同步方法synchronizedMethod。在main方法中，我们创建了两个线程，并共享同一个SynchronizedThread实例。当两个线程同时运行时，会依次输出两次count值。由于synchronized关键字的作用，即使是同一线程也需要等待前一次调用完成，才能进行下一次调用。

流程图

flowchart TD
    A(开始) --> B(创建SynchronizedThread实例)
    B --> C(创建两个线程)
    C --> D(运行线程)
    D --> E(调用同步方法)
    E --> F(输出count值)
    F --> G(调用同步方法)
    G --> H(输出count值)
    H --> I(结束)

类图

classDiagram
    class SynchronizedThread{
        +synchronizedMethod()
        +run()
    }

结论

通过使用synchronized关键字，我们可以避免多个线程同时访问共享资源时产生的数据不一致问题。当同一线程多次调用同步方法或访问同步代码块时，synchronized关键字的效果并不会发生变化，同一线程可以重复获得锁。

然而，需要注意的是，synchronized关键字虽然可以解决线程同步问题，但在性能上存在一定的开销。因此，在设计并发程序时，需要根据实际情况权衡使用synchronized关键字的优缺点。同时，也可以考虑使用其他并发控制机制，如Lock接口或Atomic包中的原子类等。

总之，synchronized关键字在Java中是一个重要的工具，用于实现线程的同步，保证共享资源的安全访问。在日常开发中，我们可以根据具体情况选择不同的同步方式来实现多线程的安全操作。