Synchronized如何保证线程安全

Synchronized 是 Java 中的一个关键字，用于确保多个线程在访问共享资源时能够保持线程安全。它主要通过以下几种方式来保证线程安全：

1. 互斥锁（Mutex）

• synchronized 关键字可以用来修饰方法或代码块，当一个线程进入同步代码块或方法时，它会获取一个锁（monitor lock）。
• 其他试图进入同一同步代码块或方法的线程将被阻塞，直到第一个线程释放锁。
• 这种机制确保了同一时间只有一个线程可以执行被同步的代码，从而避免了数据竞争和不一致性。

2. 可见性

• 当一个线程修改了共享变量的值，这个修改会立即对其他线程可见。
• synchronized 关键字通过强制线程在进入和退出同步代码块时刷新和重新加载缓存中的变量值，保证了内存可见性。

3. 有序性

• synchronized 关键字可以防止指令重排序优化，确保代码按照程序员预期的顺序执行。
• 在同步代码块或方法中，编译器和处理器不能对指令进行重排序，从而保证了操作的有序性。

4. 原子性

• 对于一些简单的操作（如赋值、读取），synchronized 可以确保这些操作是原子的，即不可分割的。
• 但是，对于复合操作（如 i++），synchronized 只能保证整个操作的原子性，而不能保证操作内部的每个步骤都是原子的。

使用示例

public class Counter {
    private int count = 0;

    // 同步方法
    public synchronized void increment() {
        count++;
    }

    // 同步代码块
    public void decrement() {
        synchronized (this) {
            count--;
        }
    }

    public int getCount() {
        return count;
    }
}

注意事项

• 过度使用 synchronized 可能会导致性能问题，因为它会引入锁的开销。
• 应该尽量缩小同步代码块的范围，只对必要的代码进行同步。
• 在高并发环境下，可以考虑使用更高级的并发工具类，如 java.util.concurrent 包中的 AtomicInteger、ReentrantLock 等。

通过合理使用 synchronized 关键字，可以有效地保证多线程环境下的线程安全。