1.为什么要使用synchronized？

在并发编程中存在线程安全问题，主要原因有：
1.存在共享数据
2.多线程共同操作共享数据。关键字synchronized可以保证在同一时刻，只有一个线程可以执行某个方法或某个代码块，同时synchronized可以保证一个线程的变化可见（可见性）

2.synchronized锁什么，加锁的目的是什么？

synchronized锁的是对象，锁的的对象可能是this、临界资源对象、class类对象
加锁的目的是保证操作的原子性

3.代码示例

3.1锁this和临界资源对象

本例中：

• testSync1是synchronized代码块，锁的是object，临界资源对象
• testSync2和testSync3都是锁的是当前对象this

/**
 * synchronized关键字
 * 锁对象。synchronized(this)和synchronized方法都是锁当前对象。
 */
package com.bernardlowe.concurrent.t01;

import java.util.concurrent.TimeUnit;

public class Test_01 {
    private int count = 0;
    private Object object = new Object();

    // 1.synchronized代码块，锁的是object，临界资源对象
    public void testSync1(){
        synchronized(object){
            System.out.println(Thread.currentThread().getName() 
                    + " count = " + count++);
        }
    }

    // 2.synchronized代码块，锁的是当前对象this
    public void testSync2(){
        synchronized(this){
            System.out.println(Thread.currentThread().getName() 
                    + " count = " + count++);
        }
    }

    // 2.synchronized代码，锁的也是this
    public synchronized void testSync3(){
        System.out.println(Thread.currentThread().getName() 
                + " count = " + count++);
        try {
            TimeUnit.SECONDS.sleep(3);
        } catch (InterruptedException e) {
            e.printStackTrace();
        }
    }
    
    public static void main(String[] args) {
        final Test_01 t = new Test_01();
        new Thread(new Runnable() {
            @Override
            public void run() {
                t.testSync3();
            }
        }).start();
        new Thread(new Runnable() {
            @Override
            public void run() {
                t.testSync3();
            }
        }).start();
    }
    
}

3.2锁class类对象

/**
 * synchronized关键字
 * 同步方法 - static
 * 静态同步方法，锁的是当前类型的类对象。在本代码中就是Test_02.class
 */
package com.bernardlowe.concurrent.t01;

import java.util.concurrent.TimeUnit;

public class Test_02 {
    private static int staticCount = 0;
    
    public static synchronized void testSync4(){
        System.out.println(Thread.currentThread().getName() 
                + " staticCount = " + staticCount++);
        try {
            TimeUnit.SECONDS.sleep(3);
        } catch (InterruptedException e) {
            // TODO Auto-generated catch block
            e.printStackTrace();
        }
    }
    
    public static void testSync5(){
        synchronized(Test_02.class){
            System.out.println(Thread.currentThread().getName() 
                    + " staticCount = " + staticCount++);
        }
    }
    
}

3.3 什么时候锁临界资源，什么时候锁当前对象？

如果在加锁的时候需要对当前对象的访问限定，建议锁临界资源（即锁一个临界资源），如果对当前锁级别比较高的话，就锁当前对象。建议都以同步代码块的方式进行开发，这样可以避免锁的范围太高

同步方法和非同步方法
提问:同步方法是否影响其他线程调用非同步方法，或调用其他锁资源的同步方法？

代码示例
m1是非同步方法，m2是同步方法，m3同步代码块，锁的临界资源，这段代码的目的是为了证明在调用同步方法m1时，m2,m3是否能够执行

/**
 * synchronized关键字
 * 同步方法 - 同步方法和非同步方法的调用
 * 同步方法只影响锁定同一个锁对象的同步方法。不影响其他线程调用非同步方法，或调用其他锁资源的同步方法。
 */
package com.bernardlowe.concurrent.t01;

public class Test_04 {
    Object o = new Object();
    public synchronized void m1(){ // 重量级的访问操作。
        System.out.println("public synchronized void m1() start");
        try {
            Thread.sleep(3000);
        } catch (InterruptedException e) {
            e.printStackTrace();
        }
        System.out.println("public synchronized void m1() end");
    }
    
    public void m3(){
        synchronized(o){
            System.out.println("public void m3() start");
            try {
                Thread.sleep(1500);
            } catch (InterruptedException e) {
                e.printStackTrace();
            }
            System.out.println("public void m3() end");
        }
    }
    
    public void m2(){
        System.out.println("public void m2() start");
        try {
            Thread.sleep(1500);
        } catch (InterruptedException e) {
            e.printStackTrace();
        }
        System.out.println("public void m2() end");
    }
    
    public static class MyThread01 implements Runnable{
        public MyThread01(int i, Test_04 t){
            this.i = i;
            this.t = t;
        }
        int i ;
        Test_04 t;
        public void run(){
            if(i == 0){
                t.m1();
            }else if (i > 0){
                t.m2();
            }else {
                t.m3();
            }
        }
    }
    
    public static void main(String[] args) {
        Test_04 t = new Test_04();
        new Thread(new MyThread01(0, t)).start();
        new Thread(new MyThread01(1, t)).start();
        new Thread(new MyThread01(-1, t)).start();
    }
    
}

执行结果

可以看出，在执行同步方法m1时，m2，m3不受影响，依然可以执行
结论：同步方法只影响锁定同一个锁对象的同步方法。不影响其他线程调用非同步方法，或调用其他锁资源的同步方法。
但有一点需要注意，尽量在商业开发中避免同步方法。使用同步代码块。 细粒度解决同步问题。

3.3 重入锁

这里重入锁分为两类：

• 1.在同步方法里面调用其他同步方法
• 2.子类同步方法覆盖父类同步方法

下面来看第一种：在同步方法里面调用其他同步方法
思考：调用m1()方法，m2()方法是否会执行？

/**
 *synchronized关键字
 *同步方法 - 调用其他同步方法
 */
package com.bernardlowe.concurrent.t01;

import java.util.concurrent.TimeUnit;

public class Test_06 {
    
    synchronized void m1(){ // 锁this
        System.out.println("m1 start");
        try {
            TimeUnit.SECONDS.sleep(2);
        } catch (InterruptedException e) {
            e.printStackTrace();
        }
        m2();
        System.out.println("m1 end");
    }
    synchronized void m2(){ // 锁this
        System.out.println("m2 start");
        try {
            TimeUnit.SECONDS.sleep(1);
        } catch (InterruptedException e) {
            e.printStackTrace();
        }
        System.out.println("m2 end");
    }
    
    public static void main(String[] args) {
        
        new Test_06().m1();
        
    }
    
}  

结果：在m1()方法调用时，m2()方法依然可执行。多次调用同步代码，锁定同一个锁对象，是可重入的

第二种情况：子类同步方法覆盖父类同步方法
思考：子类同步方法m()中,调用父类同步方法m()，是否可重入？

/**
 * synchronized关键字
 * 同步方法 - 继承
 * 子类同步方法覆盖父类同步方法。可以指定调用父类的同步方法。
 * 相当于锁的重入。
 */
package com.bernardlowe.concurrent.t01;

import java.util.concurrent.TimeUnit;

public class Test_07 {
    
    synchronized void m(){
        System.out.println("Super Class m start");
        try {
            TimeUnit.SECONDS.sleep(1);
        } catch (InterruptedException e) {
            e.printStackTrace();
        }
        System.out.println("Super Class m end");
    }
    
    public static void main(String[] args) {
        new Sub_Test_07().m();
    }
    
}

class Sub_Test_07 extends Test_07{
    synchronized void m(){
        System.out.println("Sub Class m start");
        super.m();
        System.out.println("Sub Class m end");
    }
}

结果：子类同步方法m()中,调用了父类同步方法m()，可以重入

3.4 锁与异常

思考：当同步方法或同步代码块中发生异常，是否会影响其他线程的执行？
下面来看一段代码

/**
 * synchronized关键字
 * 同步方法 - 锁与异常
 */
package com.bernardlowe.concurrent.t01;

import java.util.concurrent.TimeUnit;

public class Test_08 {
    int i = 0;
    synchronized void m(){
        System.out.println(Thread.currentThread().getName() + " - start");
        while(true){
            i++;
            System.out.println(Thread.currentThread().getName() + " - " + i);
            try {
                TimeUnit.SECONDS.sleep(1);
            } catch (InterruptedException e) {
                // TODO Auto-generated catch block
                e.printStackTrace();
            }
            // 当i==5时会抛出异常
            if(i == 5){
                i = 1/0;
            }
        }
    }
    
    public static void main(String[] args) {
        final Test_08 t = new Test_08();
        new Thread(new Runnable() {
            @Override
            public void run() {
                t.m();
            }
        }, "t1").start();
        
        new Thread(new Runnable() {
            @Override
            public void run() {
                t.m();
            }
        }, "t2").start();
    }
    
}

这段代码中先运行了两个线程t1、t2，当其中一个线程发生异常时，另外一个线程是否能继续执行

结果：当同步方法中发生异常的时候，自动释放锁资源。不会影响其他线程的执行。

思考： 同步业务逻辑中，如果发生异常如何处理？
比如上面会发生异常的代码中，可以这样

            if(i == 5){
                try {
                    i = 1/0;
                } catch (Exception e) {
                    i = 0;
                }
            }

3.5 锁对象变更问题

代码示例：
思考：当一个线程执行同步方法时，另一个线程修改了锁对象，是否还能执行同步代码块

/**
 * synchronized关键字
 * 锁对象变更问题
 */
package com.bernardlowe.concurrent.t01;

import java.util.concurrent.TimeUnit;

public class Test_13 {
    Object o = new Object();
    
    void m(){
        System.out.println(Thread.currentThread().getName() + " start");
        synchronized (o) {
            while(true){
                try {
                    TimeUnit.SECONDS.sleep(1);
                } catch (InterruptedException e) {
                    e.printStackTrace();
                }
                System.out.println(Thread.currentThread().getName() + " - " + o);
            }
        }
    }
    
    public static void main(String[] args) {
        final Test_13 t = new Test_13();
        new Thread(new Runnable() {
            @Override
            public void run() {
                t.m();
            }
        }, "thread1").start();
        try {
            TimeUnit.SECONDS.sleep(3);
        } catch (InterruptedException e) {
            e.printStackTrace();
        }
        Thread thread2 = new Thread(new Runnable() {
            @Override
            public void run() {
                t.m();
            }
        }, "thread2");
        t.o = new Object();
        thread2.start();
    }
    
}

结论：可以看出，其他线程依然可以执行同步方法
因为同步代码一旦加锁后，那么会有一个临时的锁引用执行锁对象，和真实的引用无直接关联。在锁未释放之前，修改锁对象引用，不会影响同步代码的执行。

注意：不要使用静态常量作为锁对象
如下代码,因为String常量池的问题，s1,s1是同一个对象，所以m1,m2方法锁的是也同一个对象，m1同步方法被执行后，m2方法不会被执行

/**
 * synchronized关键字
 * 常量问题
 */
package com.bernardlowe.concurrent.t01;

public class Test_14 {
    String s1 = "hello";
    String s2 = "hello";
    // String s2 = new String("hello"); // new关键字，一定是在堆中创建一个新的对象。
    void m1(){
        synchronized (s1) {
            System.out.println("m1()");
            while(true){
                
            }
        }
    }
    
    void m2(){
        synchronized (s2) {
            System.out.println("m2()");
            while(true){
                
            }
        }
    }
    
    public static void main(String[] args) {
        final Test_14 t = new Test_14();
        new Thread(new Runnable() {
            @Override
            public void run() {
                t.m1();
            }
        }).start();
        
        new Thread(new Runnable() {
            @Override
            public void run() {
                t.m2();
            }
        }).start();
    }
    
}