我去，你居然还不会用 synchronized

二哥，离你上一篇我去已通过去两周时间了，这个系列还不打算更新吗？着急着看呢。

以上是读者 Jason 发来的一条信息，不看不知道，一看真的是吓一跳，上次我去是 4 月 3 号更新的，离如今一个多月了，可不仅是两周时间啊。可能我本身每天写，没以为时间已通过去这么久了，是时候带来新的一篇“我去”了。

此次没有代码 review，是同事小王直接问个人，“青哥，能给我详细地说一说 synchronized 关键字怎么用吗？”他问的态度很谦逊，但我仍是忍不住破口大骂：“我擦，小王，你丫的居然不会用 synchronized，我当初是怎么面试你进来的！”

（我笔名是沉默王二，读者都叫二哥，但在公司不是的，同事叫我青哥，想知道我真名的，能够搜《Web全栈开发进阶之路》）

简单地说，当两个或者两个以上的线程同一时间要修改同一个可变的共享数据时，就须要一些保护措施，不然，共享数据修改后的结果大几率会超出你的预期。对于初学者来讲，synchronized 关键字就是最好用的一种解决方案。

0一、为何须要保护

可能不少初学者不明白，为何多线程环境下，可变共享变量修改后的结果会超出预期。为了解释清楚这一点，来看一个例子。

public class SynchronizedMethod {
    private int sum;

    public int getSum() {
        return sum;
    }

    public void setSum(int sum) {
        this.sum = sum;
    }

    public void calculate() {
        setSum(getSum() + 1);
    }
}
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SynchronizedMethod 是一个很是简单的类，有一个私有的成员变量 sum，对应的 getter/setter，以及给 sum 加 1 的 calculate() 方法。

而后，咱们来给 calculate() 方法写一个简单的测试用例。

可能一些初学者还不知道怎么快速建立测试用例，我这里就手摸手地现场教学下。

第一步，把鼠标移动到类名上，会弹出一个提示框。

第二步，点击「More actions」按钮，会弹出如下提示框。

第三步，选择「Create Test」，弹出建立测试用例的对话框。

选择最新的 JUnit5，若是项目以前没有引入 JUnit5 依赖的话，IDEA 会提醒你，点击 Fix，IDEA 会自动帮你添加，很是智能化。在对话框中勾选要建立测试用例的方法——calculate()。

点击 OK 按钮后，IDEA 会在 src 的同级目录 test 下建立一个名为 SynchronizedMethodTest 的测试类：

class SynchronizedMethodTest {
    @Test
    void calculate() {
    }
}
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calculate() 方法上会有一个 @Test 的注解，表示这是一个测试方法。添加具体的代码，以下所示：

ExecutorService service = Executors.newFixedThreadPool(3);
SynchronizedMethod summation = new SynchronizedMethod();

IntStream.range(0, 1000)
        .forEach(count -> service.submit(summation::calculate));
service.awaitTermination(1000, TimeUnit.MILLISECONDS);

assertEquals(1000, summation.getSum());
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1）Executors.newFixedThreadPool() 方法能够建立一个指定大小的线程池服务 ExecutorService。

2）经过 IntStream.range(0, 1000).forEach() 来执行 calculate() 方法 1000 次。

3）经过 assertEquals() 方法进行判断。

运行该测试用例，结果会是什么呢？

很不幸，失败了。预期的值为 1000，但实际的值是 976。这是由于多线程环境下，可变的共享数据没有获得保护。

0二、synchronized 的用法

这么说吧，初学者在遇到多线程问题时，只要 synchronized 关键字使用得当，问题就可以迎刃而解。记得我刚回洛阳的时候，面试官问我，项目中是怎么解决并发问题的呢？我就说用 synchronized 关键字，至于其余的一些锁机制，我那时候还不知道。

嗯，面试官好像也不知道，由于小公司嘛，并发的量级有限，性能也不用考量得太过深刻（大公司的读者能够呵呵了）。接下来，就随我来，一块儿看看 synchronized 最多见的三种用法吧。

1）直接用在方法上，就像下面这样：

public synchronized void synchronizedCalculate() {
    setSum(getSum() + 1);
}
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修改一下测试用例：

@Test
void synchronizedCalculate() throws InterruptedException {
    ExecutorService service = Executors.newFixedThreadPool(3);
    SynchronizedMethod summation = new SynchronizedMethod();

    IntStream.range(0, 1000)
            .forEach(count -> service.submit(summation::synchronizedCalculate));
    service.awaitTermination(1000, TimeUnit.MILLISECONDS);

    assertEquals(1000, summation.getSum());
}
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这时候，再运行测试用例就经过了。由于 synchronized 关键字会对 SynchronizedMethod 对象进行加锁，同一时间内只容许一个线程对 sum 进行修改。这就好像有一间屋子，线程进入屋子里面才能够对 sum 加 1，而 synchronized 就至关于在门上加了一个锁，一个线程进去后就锁上门，修改完 sum 后，下一个线程再进去，其余线程就在门外候着。

2）用在 static 方法上，就像下面这样：

public class SynchronizedStaticMethod {
    public static int sum;

    public synchronized static void synchronizedCalculate() {
        sum = sum + 1;
    }
}
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sum 是一个静态变量，要修改静态变量的时候，就须要把方法也变成 static 的。

来新建一个测试用例：

class SynchronizedStaticMethodTest {
    @Test
    void synchronizedCalculate() throws InterruptedException {
        ExecutorService service = Executors.newFixedThreadPool(3);

        IntStream.range(0, 1000)
                .forEach(count -> service.submit(SynchronizedStaticMethod::synchronizedCalculate));
        service.awaitTermination(1000, TimeUnit.MILLISECONDS);

        assertEquals(1000, SynchronizedStaticMethod.sum);
    }
}
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静态方法上添加 synchronized 的时候就不须要实例化对象了，直接使用类名就能够引用方法和使用变量了。测试用例也是能够经过的。

synchronized static 和 synchronized 不一样的是，前者锁的是类，同一时间只能有一个线程访问这个类；后者锁的是对象，同一时间只能有一个线程访问方法。

3）用在方法块上，就像下面这样：

public void synchronisedThis() {
    synchronized (this) {
        setSum(getSum() + 1);
    }
}
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这时候，将 this 传递给了 synchronized 代码块，当在某个线程中执行这段代码块，该线程会获取 this 对象的锁，从而使得其余线程没法同时访问该代码块。若是方法是静态的，咱们将传递类名代替对象引用，示例以下所示：

public static void synchronisedThis() {
    synchronized (SynchronizedStaticMethod.class) {
        sum = sum + 1;
    }
}
复制代码

新建一个测试用例：

@Test
void synchronisedThis() throws InterruptedException {
    ExecutorService service = Executors.newFixedThreadPool(3);
    SynchronizedMethod summation = new SynchronizedMethod();

    IntStream.range(0, 1000)
            .forEach(count -> service.submit(summation::synchronisedThis));
    service.awaitTermination(1000, TimeUnit.MILLISECONDS);

    assertEquals(1000, summation.getSum());
}
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测试用例和 synchronized 方法的大差不差，运行后也是能够经过的。二者之间有所不一样，synchronized 代码块的锁粒度要比 synchronized 方法小一些，由于 synchronized 代码块所在的方法里还能够有其余代码。

好了，我亲爱的读者朋友，以上就是本文的所有内容了，synchronized 的三种用法你必定掌握了吧？以为文章有点用的话，请微信搜索「沉默王二」第一时间阅读。

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