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2024年1月16日发(作者：软考嵌入式系统设计师真题)
synchronized 修饰的代码
一、概述
在Java中，synchronized关键字用于控制多个线程对共享资源的访问，确保在同一时刻只有一个线程可以执行特定代码块或方法。通过对代码块或方法加上synchronized关键字，可以有效地避免多线程并发访问共享资源时所可能产生的数据不一致性和线程安全问题。
二、synchronized 的用法
1. synchronized 修饰方法
当一个方法被synchronized修饰时，意味着在同一时刻只有一个线程可以访问该方法，其他线程必须等待直到该线程执行完毕才能继续执行。
```java
public synchronized void someMethod() {
// 代码块
}
```
2. synchronized 修饰代码块
除了修饰整个方法外，synchronized还可以修饰一个代码块，以达到部分代码串行执行的目的。
```java
public void someMethod() {
synchronized (this) {
// 代码块
}
}
```
3. synchronized 修饰静态方法
当一个静态方法被synchronized修饰时，它会在类级别上加锁，确保在同一时刻只有一个线程可以访问该静态方法。
```java
public static synchronized void someStaticMethod() {
// 代码块
}
```
三、synchronized 的工作原理
1. 获取锁
当一个线程访问一个带有synchronized关键字的方法或代码块时，它会尝试获取对象级别的锁或类级别的锁。如果锁可用，则该线程将获
得锁并继续执行，如果锁不可用，则该线程将被阻塞直到锁可用。
2. 释放锁
当线程执行完带有synchronized关键字的方法或代码块时，它会释放已经获取的锁，其他等待的线程便有机会获取锁并执行相应的代码块或方法。
四、synchronized 的优缺点
1. 优点
- 简单易用：使用synchronized关键字可以很容易地实现对共享资源的同步访问。
- 效率较高：在低并发情况下，适度使用synchronized是合理的选择，因为它能够确保线程安全并且性能损耗较小。
2. 缺点
- 不灵活：一旦一个线程获取了对象级别或类级别的锁，其他线程必须等待锁的释放，可能会导致性能问题。
- 容易造成死锁：使用不当，可能会出现死锁情况，导致程序无法继续执行。
五、synchronized 的替代方案
1. ReentrantLock
ReentrantLock是Java提供的可重入互斥锁，它的功能类似于
synchronized关键字，但提供了比synchronized更多的灵活性和扩展性。
2. AtomicInteger
AtomicInteger是Java提供的原子变量类型，它能够保证对int类型的操作是原子性的，常用于替代synchronized来实现线程安全的计数器。
3. ConcurrentHashMap
ConcurrentHashMap是Java提供的线程安全的HashMap实现，可以替代传统的HashMap在多线程环境下实现更好的性能和并发控制。
六、如何正确地使用synchronized
为了避免synchronized带来的性能问题和死锁风险，以下是一些关于正确使用synchronized的建议：
1. 精确控制锁的范围：确保对共享资源的访问范围尽可能小，锁的粒度越小，竞争越少，性能越好。
2. 对公共资源使用synchronized：对于私有资源，最好不要使用synchronized，因为synchronized是一种排他性锁，它会降低程序的并发性能。
3. 避免在同步代码块中调用可能会导致死锁的方法。
4. 尽量使用同步代码块而不是同步方法，同步方法可能会导致整个方法被锁住，无法实现其他功能。
七、总结
在多线程编程中，确保对共享资源的安全访问是非常重要的，而synchronized作为Java语言提供的最基本的并发控制手段，其使用方法和工作原理都是非常值得了解的。合理地使用synchronized可以保障程序的线程安全和稳定性，但是需要谨慎地处理其可能带来的性能问题和死锁风险。在实际开发中，根据具体的情况综合考虑并选择合适的并发控制工具，是保证程序性能和稳定性的关键之一。
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