簡介
本文將介紹Java中兩種對象鎖及其實現方式。分別是同步代碼塊鎖和方法鎖。我們將解決上一篇文章《Java中線程安全和線程不安全解析和示例》中提到的線程不安全問題，看看通過synchronized的對象鎖，怎樣輕鬆解決該問題。
一.同步代碼塊鎖
案例：通過同步代碼塊鎖，實現兩個線程對同一個全局變量count,各自執行1萬次count++,驗證結果是否等於2萬，而不會出現小於2萬的情況。
完整代碼實現:
public class SynchronizeCodeBlockLock implements Runnable {
private static SynchronizeCodeBlockLock instance = new SynchronizeCodeBlockLock();
private static int count = 0;
@Override
public void run() {
method();
}
private void method() {
// 關鍵：同步代碼塊的方式，操作同一變量，達到線程安全的效果
synchronized (this) {
System.out.println("線程名：" + Thread.currentThread().getName() + "，運行開始");
for (int i = 0; i < 10000; i++) {
count++;
}
System.out.println("線程：" + Thread.currentThread().getName() + "，運行結束");
}
}
public static void main(String[] args) {
Thread thread1 = new Thread(instance);
Thread thread2 = new Thread(instance);
thread1.start();
thread2.start();
while (thread1.isAlive() || thread2.isAlive()) {
// 若有線程如果還在活動，則不執行下一步（等同於thread.join()方法）
}
System.out.println("期待結果：20000，實際結果：" + count);
}
}
運行結果：
線程名：Thread-0，運行開始
線程：Thread-0，運行結束
線程名：Thread-1，運行開始
線程：Thread-1，運行結束
期待結果：20000，實際結果：20000
分析運行結果：
我們發現使用了synchronized關鍵字後，線程Thread-0先執行，等到其結束後，Thread-1纔開始執行。如果不使用synchronized關鍵字，執行結果可能會是Thread-0和Thread-1幾乎同時執行，幾乎同時運行結束。這就說明使用了synchronized關鍵字後，將多個線程的並行，變爲了串行。
二.方法鎖
本例僅展示方法鎖，在控制線程串行執行的示例。方法鎖保證線程安全的效果，跟同步代碼塊是一致的。
public class MethodLock implements Runnable {
private static MethodLock instance = new MethodLock();
@Override
public void run() {
method();
}
//關鍵：synchronized可以保證此方法被順序執行，線程1執行完4秒鐘後，線程2再執行4秒。不加synchronized，線程1和線程2將同時執行
private synchronized void method() {
System.out.println("線程：" + Thread.currentThread().getName() + "，運行開始");
try {
//模擬執行一段操作，耗時4秒鐘
Thread.sleep(4000);
System.out.println("線程：" + Thread.currentThread().getName() + "，運行結束");
} catch (InterruptedException e) {
e.printStackTrace();
}
}
public static void main(String[] args) {
// 模擬：同一個對象下，兩個線程，同步執行一個方法（串行執行則爲線程安全，並行執行，則爲線程不安全，）
Thread thread1 = new Thread(instance);
Thread thread2 = new Thread(instance);
thread1.start();
thread2.start();
while (thread1.isAlive() || thread2.isAlive()) {
}
System.out.println("測試結束");
}
}
運行結果：
線程：Thread-0，運行開始
線程：Thread-0，運行結束
線程：Thread-1，運行開始
線程：Thread-1，運行結束
測試結束
發現運行結果中，多個線程也是串行執行的，效果跟同步代碼塊鎖是一致的。
三.synchronized關鍵字，是怎麼保證線程安全的呢？
在Java中所有的對象，都會有一把鎖，叫做內置鎖，也稱作監視器鎖。這是種排他鎖。
排他鎖：一個線程獲取後，其他線程只能等待其釋放後，纔有機會獲得該鎖。
Java中每個對象，都可以把內置鎖，當做一個同步鎖來使用。當一個線程在進入到synchronized代碼塊前時，會自動獲取到監視器鎖，此時其他線程在訪問synchronized代碼塊時，就會被堵塞掛起（被拒之門外的意思）。拿到鎖的線程會在執行完成、或者拋出異常、或者調用wait系列方法時釋放該鎖。其他線程只能等待鎖被釋放後才能獲取該鎖。
通俗的講，synchronized關鍵字將代碼塊中代碼由並行轉變成了串行，這樣就保證了代碼被順序執行。
四.synchronized在內存層面，是如何實現加鎖和釋放鎖的？
- 進入
synchronized代碼塊時，會將代碼塊內用到的變量從該線程的工作內存中清除，轉而從主內存中獲取。 - 退出
synchronized代碼塊時，會將代碼塊內用到的變量的修改，刷新到主內存中。
這其實就是synchronized解決共享變量內存可見性的原理。關於synchronized的性質（可見性、可重入性），我會在後續其他文章中詳細解釋。
五.synchronized將線程的並行處理轉爲串行處理，有什麼缺點？
synchronized將並行改爲串行，當然會影響程序的執行效率，執行速度會受到影響。其次，synchronized操作線程的堵塞，也就是由操作系統控制CPU的內核進行上下文的切換，這個切換本身也是耗時的。所以使用synchronized關鍵字會降低程序的運行效率。
六. 使用Synchronized關鍵字需要注意什麼？
1.Synchronized使用時需要注意的地方鎖對象不能爲空。
鎖對象的信息是保留在對象頭中的，如果對象爲空，則鎖的信息也就不存在了。
2.作用域不宜過大
synchronized代碼塊的代碼量不宜過多，如果把過多的代碼放在其中，程序的運行會變爲串行，速度會下降。各個線程並行可以提高效率，我們應該僅把那些影響線程安全的代碼，放入synchronized代碼塊中，串行執行；不需要考慮線程安全的代碼，並行執行，達到效率最高。
3.避免死鎖
避免讓線程對鎖持有並等待的情況出現（後續文章將講解死鎖的相關知識）。
七.總結
本文講解了Java中的對象鎖的兩種實現方式，分別是以下兩種實現形式：
方式一：同步代碼塊鎖：
synchronized (共享變量) {
//需要同步的代碼
}
方式二：方法鎖：
private synchronized void method() {
//需要同步的代碼
}
無論你使用哪一種形式，都應該在保證同步的情況下，儘量減少同步代碼的內容，這樣可以提高程序的運行效率，還能保證線程的安全。喜歡本文請點贊和收藏，也歡迎繼續閱讀本專欄多線程的其他文章。