一、介绍
线程的同步：一般的并发指的就是多个线程访问同一份资源。多个线程同时访问（修改）同一份资源的话，就会有可能造成资源数据有误。
如果多个线程访问多个不同资源，就不会造成线程同步。
如果要解决这个问题，就需要对线程使用同步存取。java中提供了一个synchronized关键字来对方法或者某个块加锁。从而达到锁定某个区域，不可
同时修改以免数据有误的情况。
synchronized关键字可以锁定的部分：
1、锁定方法：在方法上加入synchronized关键字就表明在使用该方法的时候需要获取相应的锁。
2、锁定块：锁定块的参数需要是对象，不可是基本类型数据
synchronized(引用类型变量 | this | 对象.class){
//逻辑代码
}
上图表示非同步线程和同步线程的比较，可以看出非同步的时候，线程1和线程2都是在同一个时间段访问同一个transter方法，而使用了同步之后，线程2如果想调用transter方法就必须等待线程1调用完成后才可执行。
二、实例
这里以12306抢票代码为例来说明线程同步的synchronized关键字的使用。
1、未使用synchronized锁的情况
首先来看未使用synchronized的情况会是什么样？
抢票的线程代码：
| 123456789101112131415161718192021222324 | class Web12306 implements Runnable{ private int num=10;//总共10张票 private boolean flag = true; @Override public void run() { while(flag){ //黄牛抢到了3 农民工抢到了1 黄牛抢到了0 程序员抢到了-1 test1();//线程不安全,数据不准确：结果有-1值 } } //1、线程不安全 public void test1(){ if (num<=0) { flag = false; return;//跳出循环，结束 } try { Thread.sleep(500);//模拟延时 } catch (InterruptedException e) { e.printStackTrace(); } System.out.println(Thread.currentThread().getName()+"抢到了"+num--); }} |
测试线程代码：
| 12345678910111213 | public class SynDemo1 { public static void main(String[] args) { //真实角色 Web12306 web = new Web12306(); //代理角色 Thread proxy1 = new Thread(web,"黄牛"); Thread proxy2 = new Thread(web,"程序员"); Thread proxy3 = new Thread(web,"农民工"); proxy1.start(); proxy2.start(); proxy3.start(); }} |
测试结果如下：可以看出最后的结果会出现0和-1这样错误的数据。
| 123456789101112 | 黄牛抢到了10农民工抢到了8程序员抢到了9黄牛抢到了7农民工抢到了6程序员抢到了5黄牛抢到了4农民工抢到了3程序员抢到了2黄牛抢到了1农民工抢到了0程序员抢到了-1 |
为什么会出现这样的数据呢？
因为现在三个线程都启动了，都是在运行状态中访问test1方法，修改其中的num值。因为他们三个会同时都会进入该方法的情况，所以修改的数据也会出现当：黄牛抢走了1，这时候农民工和程序员还在test1方法里，他俩也会对num进行–操作。所以，最后的结果就是0和-1
2、使用synchronized关键字锁定方法：
线程修改抢票代码，在test1方法上加入synchronized关键字，使该方法锁定。调用时需要先获取锁（线程安全）
| 1234567891011121314151617181920212223 | class Web12306 implements Runnable{ private int num=10;//总共10张票 private boolean flag = true; @Override public void run() { while(flag){ test2();//线程安全，数据准确 } } //2、方法锁：加上synchronized表示线程安全的 public synchronized void test2(){ if (num<=0) { flag = false; return;//跳出循环，结束 } try { Thread.sleep(500);//模拟延时 } catch (InterruptedException e) { e.printStackTrace(); } System.out.println(Thread.currentThread().getName()+"抢到了"+num--); }} |
继续使用上面的main方法测试，测试结果如下：抢票结果正确没问题。
| 12345678910 | 黄牛抢到了10黄牛抢到了9黄牛抢到了8黄牛抢到了7黄牛抢到了6黄牛抢到了5黄牛抢到了4黄牛抢到了3黄牛抢到了2农民工抢到了1 |
3、使用synchronized锁定代码块：锁定当前对象
继续修改抢票代码，在方法内部使用synchronized锁定块
| 12345678910111213141516171819202122232425 | class Web12306 implements Runnable{ private int num=10;//总共10张票 private boolean flag = true; @Override public void run() { while(flag){ test3();//线程安全，数据准确 } } //3、锁定块：当前对象也就是Web12306 public void test3(){ synchronized(this){//锁定当前对象 if (num<=0) { flag = false; return;//跳出循环，结束 } try { Thread.sleep(500);//模拟延时 } catch (InterruptedException e) { e.printStackTrace(); } System.out.println(Thread.currentThread().getName()+"抢到了"+num--); } }} |
继续使用上面的main方法测试，测试结果如下：抢票结果正确没问题。
| 12345678910 | 黄牛抢到了10黄牛抢到了9黄牛抢到了8黄牛抢到了7黄牛抢到了6黄牛抢到了5黄牛抢到了4黄牛抢到了3黄牛抢到了2农民工抢到了1 |
4、使用synchronized锁定代码块：锁定部分代码块
可以看出test3方法是使用synchronized关键字锁定了整个方法区域。那如果就只锁定一部分呢？这里假如只锁定if(num<=0)这个判断部分
| 12345678910111213141516171819202122232425 | class Web12306 implements Runnable{ private int num=10;//总共10张票 private boolean flag = true; @Override public void run() { while(flag){ test4();//线程不安全，数据不准确:出现-1 【锁定范围不正确】 } } //4、使用synchronized锁定部分资源 public void test4(){ synchronized(this){ if (num<=0) { flag = false; return;//跳出循环，结束 } }//只锁定到此 try { Thread.sleep(500);//模拟延时 } catch (InterruptedException e) { e.printStackTrace(); } System.out.println(Thread.currentThread().getName()+"抢到了"+num--); }} |
使用main方法测试结果如下：可以看出最后的结果同样也会出现0和-1这样错误的数据。
| 123456789101112 | 黄牛抢到了10农民工抢到了8程序员抢到了9黄牛抢到了7农民工抢到了6程序员抢到了5黄牛抢到了4农民工抢到了3程序员抢到了2黄牛抢到了1农民工抢到了0程序员抢到了-1 |
分析下为什么会出现这样的结果？我们知道test4中只锁定了if这部分。假设现在程序num现在等于1
1.此时线程A,B,C三个线程都会进入到12行，if判断的部分。A先进来拿到了锁，判断此时num=1 。然后释放锁走到18行，try的部分
2.线程A在18行try部分并没有对num–操作。此时线程B也进入到了12行拿到了锁。也到了18行。现在18行是A，B两个线程。A往下执行拿走了num
等线程B再去拿num的时候，num已经等于0了。
3.同理，C再去拿num的时候num已经是0-1 = -1了。
5、使用synchronized锁定部分资源：只锁定num变量
由于synchronized的参数需要是对象，所以把基本类型包装成引用类型
| 12345678910111213141516171819202122232425 | class Web12306 implements Runnable{ private int num=10;//总共10张票 private boolean flag = true; @Override public void run() { while(flag){ test5();//线程不安全，数据不准确：出现重复数据【锁定范围不正确】 } } //5、使用synchronized锁定部分资源:锁定num变量 public void test5(){ synchronized((Integer)num){ if (num<=0) { flag = false; return;//跳出循环，结束 } } try { Thread.sleep(500);//模拟延时 } catch (InterruptedException e) { e.printStackTrace(); } System.out.println(Thread.currentThread().getName()+"抢到了"+num--); }} |
使用main方法测试结果如下：可以看出最后的结果会出现重复数据（两个6）锁定资源不正确也是线程不安全的
| 12345678910111213 | 黄牛抢到了10农民工抢到了9程序员抢到了8农民工抢到了7黄牛抢到了6程序员抢到了6黄牛抢到了5农民工抢到了4程序员抢到了3黄牛抢到了2程序员抢到了1农民工抢到了0黄牛抢到了-1 |
三、总结
1、synchronized关键字表示锁，可以加在方法上或者一个代码块中
synchronized(引用类型变量 | this | 对象.class){
//需要锁的区域
}
2、不加synchronized关键字的方法是线程不安全的
加了synchronized表示线程安全，线程安全的话会降低效率。因为共享的资源被加了锁，会有锁等待时间
3、在加synchronized代码块的时候需要注意，注意锁的范围。
范围太大—–>会降低效率。范围太小——>线程不安全
