Spring - JUC synchronized关键字详解

<h1>引入</h1>
编写一个类似银行、医院的叫号程序（要求：多个窗口叫号，不重号、不跳号）
<img alt="" src="https://beijingoptbbs.oss-cn-beijing.aliyuncs.com/cs/5606289-9c9d4247c60e638fe13d06eaad1bf55a.png">
 
这个用到多线程来实现多个窗口叫号的功能，首先要解决的就是资源共享问题，因为不同线程（不同窗口）所使用的叫号计数器应该是同一个，否则就会出现重号的问题。
资源共享的解决方案有两种：
<ul><li>使用static关键字修饰要共享的变量，将其变为全局静态变量，也就是放到了JMM的主内存中，这要就实现了资源的共享。</li><li>实现Runnable接口，这个接口和Thread类的区别之一就是可以实现资源的共享，因为实现Runnable接口的线程所操作的资源对象本质是是同一个对象</li></ul>
解决完资源共享问题之后，还有一个新的问题，那就是并发量比较大的时候会出现：跳号、重号、超过最大值。因为在加号过程中对index的增加操作在工作空间，就需要将index从主内存复制到工作空间进行操作，操作完再更新主内存中的index数据。很明显这不是一个原子操作。这就造成了有可能线程1正在对index进行操作，还没有操作完线程2也对index进行操作，线程2无法感知index已经被更新，这就不符合原子性和可见性原则。这就需要使用到synchronized关键字来保证原子性和可见性。
代码：
<pre class="blockcode"><code class="language-java">public class TicketDemo extends Thread{
private static int index=1;//
private static final int MAX=5000;
@Override
public void run() {
 synchronized (this){
 while(index<=MAX){
 System.out.println(Thread.currentThread().getName()+"叫到号码是："+(index++));
 }
 }
}
public static void main(String[] args) {
 TicketDemo t1=new TicketDemo();
 TicketDemo t2=new TicketDemo();
 TicketDemo t3=new TicketDemo();
 TicketDemo t4=new TicketDemo();
 t1.start();
 t2.start();
 t3.start();
 t4.start();
}
}</code></pre>
如果某一个资源被多个线程共享，为了避免因为资源抢占导致资源数据错乱，我们需要对线程进行同步，那么synchronized就是实现线程同步的关键字，可以说在并发控制中是必不可少的部分，今天就来看一下synchronized的使用和底层原理。可以通过synchronized关键字实现互斥同步，进而来实现线程安全。
 
<h1 id="%E4%B8%80%E3%80%81synchronized%E7%9A%84%E7%89%B9%E6%80%A7">一、synchronized的特性</h1>
synchronized是利用锁的机制来实现同步的。下面synchronized的特性也就是该关键字在并发编程中能保证的特性。
<h2 id="1.1%20%E5%8E%9F%E5%AD%90%E6%80%A7"><a name="t2"></a>1.1 原子性</h2>
所谓原子性就是指一个操作或者多个操作，要么全部执行并且执行的过程不会被任何因素打断，要么就都不执行。
在Java中，对基本数据类型的变量的读取和赋值操作是原子性操作，即这些操作是不可被中断的，要么执行，要么不执行。但是像i++、i+=1等操作字符就不是原子性的，它们是分成读取、计算、赋值几步操作，原值在这些步骤还没完成时就可能已经被赋值了，那么最后赋值写入的数据就是脏数据，无法保证原子性。
被synchronized修饰的类或对象的所有操作都是原子的，因为在执行操作之前必须先获得类或对象的锁，直到执行完才能释放，这中间的过程无法被中断（除了已经废弃的stop()方法），即保证了原子性。
注意！面试时经常会问比较synchronized和volatile，它们俩特性上最大的区别就在于原子性，volatile不具备原子性。
<h2><a name="t3"></a> </h2>
<h2 id="1.2%20%E5%8F%AF%E8%A7%81%E6%80%A7"><a name="t4"></a>1.2 可见性</h2>
可见性是指多个线程访问一个资源时，该资源的状态、值信息等对于其他线程都是可见的。
synchronized和volatile都具有可见性，其中synchronized对一个类或对象加锁时，一个线程如果要访问该类或对象必须先获得它的锁，而这个锁的状态对于其他任何线程都是可见的，并且在释放锁之前会将对变量的修改刷新到主存当中，保证资源变量

Spring - JUC synchronized关键字详解

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