簡介
上一篇文章《Java中synchronized實現對象鎖的兩種方式及原理解析》中，介紹了方法鎖的兩種實現方式及Synchronized的底層原理，本文將講解synchronized的類鎖的兩種實現方式。
一.類鎖的定義
什麼是類鎖
類鎖指synchronize修飾的靜態方法或指定鎖爲class對象。
類鎖來自何處？
不同的線程，訪問使用類鎖的方法的時候，他們獲取到的“鎖”，其實是Class對象。因爲同一個類中有且只有一個Class對象，但同一個類中可以有很多個其他對象。此時，就出現了同一個類中多個對象對Class對象使用的競爭，類鎖則保證了在同一時間，只允許一個線程訪問被類鎖鎖住的方法。
類鎖有兩種實現方式：
synchronized加在static方法上（靜態方法鎖）。synchronized(*.class)代碼塊。
接下來我們分別來看一下類鎖的兩種實現形式，以及它們之間的區別。
二.靜態方法鎖的方式實現類鎖
我們使用類鎖，應該保證在同一個類中，不同對象的線程，執行同一方法時，保證多個線程串行執行此方法。則說明我們的類鎖生效了，帶着這個預期我們來看下，通過靜態方法鎖實現多個線程串行執行目標方法。
完整的代碼實例：
public class ClassLock1 implements Runnable {
// 這兩個實例，聲明爲static，是因爲要在main方法中測試，與方法鎖無關
static ClassLock1 instance1 = new ClassLock1();
static ClassLock1 instance2 = new ClassLock1();
// 關鍵： static synchronized兩個關鍵字同時使用
private static synchronized void method() {
System.out.println("線程名：" + Thread.currentThread().getName() + "，運行開始");
try {
Thread.sleep(4000);
} catch (InterruptedException e) {
e.printStackTrace();
}
System.out.println("線程：" + Thread.currentThread().getName() + "，運行結束");
}
@Override
public void run() {
method();
}
public static void main(String[] args) {
Thread thread1 = new Thread(instance1);
Thread thread2 = new Thread(instance2);
thread1.start();
thread2.start();
try {
//兩個線程必須都執行完畢後
thread1.join();
thread2.join();
} catch (InterruptedException e) {
e.printStackTrace();
}
System.out.println("兩個線程都已經執行完畢");
}
}
運行結果：
線程名：Thread-1，運行開始
線程：Thread-1，運行結束
線程名：Thread-0，運行開始
線程：Thread-0，運行結束
兩個線程都已經執行完畢
二.靜態方法鎖的實現原理：
當在靜態方法上，使用synchronized關鍵字修飾時，就可以是想方法的同步了。但其實使用類鎖的第二個關鍵點在，不同實例的線程，調用類中的方法時，也就是上述代碼中，main方法中的兩個線程thread1、thread2分別對應的instance1和instance2。這個代碼的精髓在於，同一個類中不同的兩個對象（instance1和instance2）的兩個線程，要控制這兩個線程串行執行，則需要使用類鎖。那大家可能有下面的疑問：爲什麼要用類鎖，用對象鎖會怎樣？
爲什麼要用類鎖，用對象鎖會怎樣？
先解釋如果不加static,類鎖會變成什麼？如果看過前一篇文章《Java中synchronized實現對象鎖的兩種方式及原理解析》，你會知道：
synchronized能夠保證在同一時刻最多隻有一個線程執行該段代碼，以保證併發安全。
但只用的synchronized修飾的方法其實是方法鎖，也就是對象鎖，對象鎖的作用範圍僅限於同一個對象內。而上述代碼中，我們有兩個不同的對象（instance1和instance2），所以如果你把static關鍵字去掉，則此同步方法就成了不同對象中的方法鎖，又因爲方法鎖是對象鎖中的一種實現形式，即此時instance1和instance2分別持有的是一把對象鎖。對象鎖的特性是，每個對象的對象鎖只能鎖住自己對象內的線程，而無法鎖住其他的對象中的線程，這就是爲何對象鎖不能鎖住不同對象中的線程的原因，這也是對象鎖和類鎖的區別。
方法鎖的作用範圍是，同一個對象內的不同線程，而類鎖則可以控制不同對象中的不同線程。
爲什麼同步方法上一定要加上static才能實現類鎖？
同步方法加上static關鍵字後，那此方法在class創建的時候，就已經初始化好了。類中所有的實例，同步使用這個方法，鎖的作用範圍是最大的。
如果不加static關鍵字,則該方法會被instance1和instance2同時訪問到，因爲鎖的範圍僅僅侷限在instance1和instance2對象中。此時是不能實現instance1和instance2兩個對象所在的不同線程之間的同步。
三.synchronized(*.class)代碼塊方式實現類鎖
類鎖的第二種實現方式，它的語義是：
只要同步代碼塊中是*.class，不管有多少個對象調用這段代碼，都表示大家共用一個對象，這就實現了不同的實例，串行的執行此代碼塊。
完整代碼示例：
public class ClassLock2 implements Runnable {
static ClassLock2 instance1 = new ClassLock2();
static ClassLock2 instance2 = new ClassLock2();
@Override
public void run() {
method();
}
private void method() {
//關鍵：用*.class作爲鎖對象，即使在不同的實例中，也能保證線程安全
//對比：此形式類鎖，與對象鎖中的同步代碼塊鎖，只有鎖對象不同，同步代碼塊鎖中的鎖對象是this，而類鎖是*.class）
synchronized (ClassLock2.class) {
System.out.println("線程名：" + Thread.currentThread().getName() + "，運行開始");
try {
Thread.sleep(4000);
} catch (InterruptedException e) {
e.printStackTrace();
}
System.out.println("線程：" + Thread.currentThread().getName() + "，運行結束");
}
}
public static void main(String[] args) {
Thread thread1 = new Thread(instance1);
Thread thread2 = new Thread(instance2);
thread1.start();
thread2.start();
try {
//兩個線程必須都執行完畢後
thread1.join();
thread2.join();
} catch (InterruptedException e) {
e.printStackTrace();
}
System.out.println("兩個線程都已經執行完畢");
}
}
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
兩個線程都已經執行完畢
可以看出，兩個線程依然是串行執行，此種方式和上一種方式的結果一致。
爲什麼Java的synchronized實現類鎖或對象鎖提供了兩種方式？
這兩種方式是：使用synchronized修飾方法或使用synchronized代碼塊。
提供兩種方式的原因是因爲synchronized關鍵字的缺陷之一就是效率低。
synchronized只有當同步方法執行完或執行時拋出異常或調用wait系列方法時，纔會釋放鎖。若不釋放鎖，其他線程只能等待，所以相對相率比較低。
做任何事，提高效率的第一性原理是：
在滿足要求的情況下，儘可能的少做事
所以synchronized關鍵字除了可以加在方法上之外，還提供了同步代碼塊，可以讓其在方法內部使用。我們在程序編寫時，應該在滿足要求的情況下，儘可能的減少synchronized代碼塊內的代碼量，因爲synchronized代碼塊內的代碼，都是串行執行的，效率自然不如多個線程並行處理效率高，所以應該將那些不需要同步的代碼移動到synchronized代碼塊外執行，這樣的效率會更高。這就是synchronized爲什麼提供兩種方式做同步。
四.總結
本文承接上文《Java中synchronized實現對象鎖的兩種方式及原理解析》講解完對象鎖後，又講解了類鎖。Java中的synchronized實現的對象鎖和類鎖的各種實現方式已經交代清楚，以及其實現原理也做了初步的解析。
但這些只是基礎部分，接下來的文章中，將重點分析7中不同情況下的synchronized是否能夠保證線程安全，徹底理解synchronized關鍵字的作用域，這樣才能不再使用同步的過程中，給自己挖坑，並且後續文章中，也是面試官常常問到場景，絕對不容錯過。喜歡本文，請點贊和收藏。