本文將介紹8種同步方法的訪問場景，我們來看看這8種情況下，多線程訪問同步方法是否還是線程安全的。這些場景是多線程編程中經常遇到的，而且也是面試時高頻被問到的問題，所以不管是理論還是實踐，這些都是多線程場景必須要掌握的場景。
八種使用場景：接下來，我們來通過代碼實現，分別判斷以下場景是不是線程安全的，以及原因是什麼。
兩個線程分別同時訪問（一個或兩個）對象的同步方法和非同步方法
兩個線程訪問同一個對象中的同步方法，同步方法又調用一個非同步方法
兩個線程分別同時訪問靜態synchronized和非靜態synchronized方法
場景一：兩個線程同時訪問同一個對象的同步方法分析：這種情況是經典的對象鎖中的方法鎖，兩個線程爭奪同一個對象鎖，所以會相互等待，是線程安全的。
「兩個線程同時訪問同一個對象的同步方法，是線程安全的。」
場景二：兩個線程同時訪問兩個對象的同步方法這種場景就是對象鎖失效的場景，原因出在訪問的是兩個對象的同步方法，那麼這兩個線程分別持有的兩個線程的鎖，所以是互相不會受限的。加鎖的目的是為了讓多個線程競爭同一把鎖，而這種情況多個線程之間不再競爭同一把鎖，而是分別持有一把鎖，所以我們的結論是：
「兩個線程同時訪問兩個對象的同步方法，是線程不安全的。」
代碼驗證：public class Condition2 implements Runnable {
// 創建兩個不同的對象
static Condition2 instance1 = new Condition2();
static Condition2 instance2 = new Condition2();
@Override
public void run() {
method();
}
private 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");
}
public static void main(String[] args) {
Thread thread1 = new Thread(instance1);
Thread thread2 = new Thread(instance2);
thread1.start();
thread2.start();
while (thread1.isAlive() || thread2.isAlive()) {
}
System.out.println("測試結束");
}
}
運行結果：兩個線程是並行執行的，所以線程不安全。
線程名：Thread-0，運行開始
線程名：Thread-1，運行開始
線程：Thread-0，運行結束
線程：Thread-1，運行結束
測試結束
代碼分析：「問題在此：」
兩個線程（thread1、thread2），訪問兩個對象（instance1、instance2）的同步方法（method()）,兩個線程都有各自的鎖，不能形成兩個線程競爭一把鎖的局勢，所以這時，synchronized修飾的方法method()和不用synchronized修飾的效果一樣（不信去把synchronized關鍵字去掉，運行結果一樣），所以此時的method()只是個普通方法。
「如何解決這個問題：」
若要使鎖生效，只需將method()方法用static修飾，這樣就形成了類鎖，多個實例（instance1、instance2）共同競爭一把類鎖，就可以使兩個線程串行執行了。這也就是下一個場景要講的內容。
場景三：兩個線程同時訪問（一個或兩個）對象的靜態同步方法這個場景解決的是場景二中出現的線程不安全問題，即用類鎖實現：
「兩個線程同時訪問（一個或兩個）對象的靜態同步方法，是線程安全的。」
場景四：兩個線程分別同時訪問（一個或兩個）對象的同步方法和非同步方法這個場景是兩個線程其中一個訪問同步方法，另一個訪問非同步方法，此時程序會不會串行執行呢，也就是說是不是線程安全的呢？
我們可以確定是線程不安全的，如果方法不加synchronized都是安全的，那就不需要同步方法了。驗證下我們的結論：
「兩個線程分別同時訪問（一個或兩個）對象的同步方法和非同步方法，是線程不安全的。」
public class Condition4 implements Runnable {
static Condition4 instance = new Condition4();
@Override
public void run() {
//兩個線程訪問同步方法和非同步方法
if (Thread.currentThread().getName().equals("Thread-0")) {
//線程0,執行同步方法method0()
method0();
}
if (Thread.currentThread().getName().equals("Thread-1")) {
//線程1,執行非同步方法method1()
method1();
}
}
// 同步方法
private synchronized void method0() {
System.out.println("線程名：" + Thread.currentThread().getName() + "，同步方法，運行開始");
try {
Thread.sleep(4000);
} catch (InterruptedException e) {
e.printStackTrace();
}
System.out.println("線程：" + Thread.currentThread().getName() + "，同步方法，運行結束");
}
// 普通方法
private void method1() {
System.out.println("線程名：" + Thread.currentThread().getName() + "，普通方法，運行開始");
try {
Thread.sleep(4000);
} catch (InterruptedException e) {
e.printStackTrace();
}
System.out.println("線程：" + Thread.currentThread().getName() + "，普通方法，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()) {
}
System.out.println("測試結束");
}
}
運行結果：兩個線程是並行執行的，所以是線程不安全的。
線程名：Thread-0，同步方法，運行開始
線程名：Thread-1，普通方法，運行開始
線程：Thread-0，同步方法，運行結束
線程：Thread-1，普通方法，運行結束
測試結束
結果分析問題在於此：method1沒有被synchronized修飾，所以不會受到鎖的影響。即便是在同一個對象中，當然在多個實例中，更不會被鎖影響了。結論：
「非同步方法不受其它由synchronized修飾的同步方法影響」
你可能想到一個類似場景：多個線程訪問同一個對象中的同步方法，同步方法又調用一個非同步方法，這個場景會是線程安全的嗎？
場景五：兩個線程訪問同一個對象中的同步方法，同步方法又調用一個非同步方法我們來實驗下這個場景，用兩個線程調用同步方法，在同步方法中調用普通方法；再用一個線程直接調用普通方法，看看是否是線程安全的？
public class Condition8 implements Runnable {
static Condition8 instance = new Condition8();
@Override
public void run() {
if (Thread.currentThread().getName().equals("Thread-0")) {
//直接調用普通方法
method2();
} else {
// 先調用同步方法，在同步方法內調用普通方法
method1();
}
}
// 同步方法
private static synchronized void method1() {
System.out.println("線程名：" + Thread.currentThread().getName() + "，同步方法，運行開始");
try {
Thread.sleep(2000);
} catch (InterruptedException e) {
e.printStackTrace();
}
System.out.println("線程：" + Thread.currentThread().getName() + "，同步方法，運行結束,開始調用普通方法");
method2();
}
// 普通方法
private static void method2() {
System.out.println("線程名：" + Thread.currentThread().getName() + "，普通方法，運行開始");
try {
Thread.sleep(4000);
} catch (InterruptedException e) {
e.printStackTrace();
}
System.out.println("線程：" + Thread.currentThread().getName() + "，普通方法，運行結束");
}
public static void main(String[] args) {
// 此線程直接調用普通方法
Thread thread0 = new Thread(instance);
// 這兩個線程直接調用同步方法
Thread thread1 = new Thread(instance);
Thread thread2 = new Thread(instance);
thread0.start();
thread1.start();
thread2.start();
while (thread0.isAlive() || thread1.isAlive() || thread2.isAlive()) {
}
System.out.println("測試結束");
}
}
運行結果：線程名：Thread-0，普通方法，運行開始
線程名：Thread-1，同步方法，運行開始
線程：Thread-1，同步方法，運行結束,開始調用普通方法
線程名：Thread-1，普通方法，運行開始
線程：Thread-0，普通方法，運行結束
線程：Thread-1，普通方法，運行結束
線程名：Thread-2，同步方法，運行開始
線程：Thread-2，同步方法，運行結束,開始調用普通方法
線程名：Thread-2，普通方法，運行開始
線程：Thread-2，普通方法，運行結束
測試結束
結果分析：我們可以看出，普通方法被兩個線程並行執行，不是線程安全的。這是為什麼呢？
因為如果非同步方法，有任何其他線程直接調用，而不是僅在調用同步方法時，才調用非同步方法，此時會出現多個線程並行執行非同步方法的情況，線程就不安全了。
對於同步方法中調用非同步方法時，要想保證線程安全，就必須保證非同步方法的入口，僅出現在同步方法中。但這種控制方式不夠優雅，若被不明情況的人直接調用非同步方法，就會導致原有的線程同步不再安全。所以不推薦大家在項目中這樣使用，但我們要理解這種情況，並且我們要用語義明確的、讓人一看就知道這是同步方法的方式，來處理線程安全的問題。
所以，最簡單的方式，是在非同步方法上，也加上synchronized關鍵字，使其變成一個同步方法，這樣就變成了《場景五：兩個線程同時訪問同一個對象的不同的同步方法》，這種場景下，大家就很清楚的看到，同一個對象中的兩個同步方法，不管哪個線程調用，都是線程安全的了。
所以結論是：
「兩個線程訪問同一個對象中的同步方法，同步方法又調用一個非同步方法，僅在沒有其他線程直接調用非同步方法的情況下，是線程安全的。若有其他線程直接調用非同步方法，則是線程不安全的。」
場景六：兩個線程同時訪問同一個對象的不同的同步方法這個場景也是在探討對象鎖的作用範圍，對象鎖的作用範圍是對象中的所有同步方法。所以，當訪問同一個對象中的多個同步方法時，結論是：
「兩個線程同時訪問同一個對象的不同的同步方法時，是線程安全的。」
public class Condition5 implements Runnable {
static Condition5 instance = new Condition5();
@Override
public void run() {
if (Thread.currentThread().getName().equals("Thread-0")) {
//線程0,執行同步方法method0()
method0();
}
if (Thread.currentThread().getName().equals("Thread-1")) {
//線程1,執行同步方法method1()
method1();
}
}
private synchronized void method0() {
System.out.println("線程名：" + Thread.currentThread().getName() + "，同步方法0，運行開始");
try {
Thread.sleep(4000);
} catch (InterruptedException e) {
e.printStackTrace();
}
System.out.println("線程：" + Thread.currentThread().getName() + "，同步方法0，運行結束");
}
private synchronized void method1() {
System.out.println("線程名：" + Thread.currentThread().getName() + "，同步方法1，運行開始");
try {
Thread.sleep(4000);
} catch (InterruptedException e) {
e.printStackTrace();
}
System.out.println("線程：" + Thread.currentThread().getName() + "，同步方法1，運行結束");
}
//運行結果:串行
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()) {
}
System.out.println("測試結束");
}
}
運行結果：是線程安全的。
線程名：Thread-1，同步方法1，運行開始
線程：Thread-1，同步方法1，運行結束
線程名：Thread-0，同步方法0，運行開始
線程：Thread-0，同步方法0，運行結束
測試結束
結果分析：兩個方法（method0()和method1()）的synchronized修飾符，雖沒有指定鎖對象，但默認鎖對象為this對象為鎖對象，
所以對於同一個實例（instance），兩個線程拿到的鎖是同一把鎖，此時同步方法會串行執行。這也是synchronized關鍵字的可重入性的一種體現。
場景七：兩個線程分別同時訪問靜態synchronized和非靜態synchronized方法這種場景的本質也是在探討兩個線程獲取的是不是同一把鎖的問題。靜態synchronized方法屬於類鎖，鎖對象是（*.class）對象，非靜態synchronized方法屬於對象鎖中的方法鎖，鎖對象是this對象。兩個線程拿到的是不同的鎖，自然不會相互影響。結論：
「兩個線程分別同時訪問靜態synchronized和非靜態synchronized方法，線程不安全。」
代碼實現：public class Condition6 implements Runnable {
static Condition6 instance = new Condition6();
@Override
public void run() {
if (Thread.currentThread().getName().equals("Thread-0")) {
//線程0,執行靜態同步方法method0()
method0();
}
if (Thread.currentThread().getName().equals("Thread-1")) {
//線程1,執行非靜態同步方法method1()
method1();
}
}
// 重點：用static synchronized 修飾的方法，屬於類鎖，鎖對象為（*.class）對象。
private static synchronized void method0() {
System.out.println("線程名：" + Thread.currentThread().getName() + "，靜態同步方法0，運行開始");
try {
Thread.sleep(4000);
} catch (InterruptedException e) {
e.printStackTrace();
}
System.out.println("線程：" + Thread.currentThread().getName() + "，靜態同步方法0，運行結束");
}
// 重點：synchronized 修飾的方法，屬於方法鎖，鎖對象為（this）對象。
private synchronized void method1() {
System.out.println("線程名：" + Thread.currentThread().getName() + "，非靜態同步方法1，運行開始");
try {
Thread.sleep(4000);
} catch (InterruptedException e) {
e.printStackTrace();
}
System.out.println("線程：" + Thread.currentThread().getName() + "，非靜態同步方法1，運行結束");
}
//運行結果:並行
public static void main(String[] args) {
//問題原因： 線程1的鎖是類鎖（*.class）對象，線程2的鎖是方法鎖（this）對象,兩個線程的鎖不一樣，自然不會互相影響，所以會並行執行。
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：線程名：Thread-0，靜態同步方法0，運行開始
線程名：Thread-1，非靜態同步方法1，運行開始
線程：Thread-1，非靜態同步方法1，運行結束
線程：Thread-0，靜態同步方法0，運行結束
測試結束
場景八：同步方法拋出異常後，JVM會自動釋放鎖的情況本場景探討的是synchronized釋放鎖的場景：
「只有當同步方法執行完或執行時拋出異常這兩種情況，才會釋放鎖。」
所以，在一個線程的同步方法中出現異常的時候，會釋放鎖，另一個線程得到鎖，繼續執行。而不會出現一個線程拋出異常後，另一個線程一直等待獲取鎖的情況。這是因為JVM在同步方法拋出異常的時候，會自動釋放鎖對象。
代碼實現：public class Condition7 implements Runnable {
private static Condition7 instance = new Condition7();
@Override
public void run() {
if (Thread.currentThread().getName().equals("Thread-0")) {
//線程0,執行拋異常方法method0()
method0();
}
if (Thread.currentThread().getName().equals("Thread-1")) {
//線程1,執行正常方法method1()
method1();
}
}
private synchronized void method0() {
System.out.println("線程名：" + Thread.currentThread().getName() + "，運行開始");
try {
Thread.sleep(4000);
} catch (InterruptedException e) {
e.printStackTrace();
}
//同步方法中，當拋出異常時，JVM會自動釋放鎖，不需要手動釋放，其他線程即可獲取到該鎖
System.out.println("線程名：" + Thread.currentThread().getName() + "，拋出異常，釋放鎖");
throw new RuntimeException();
}
private synchronized void method1() {
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(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：線程名：Thread-0，運行開始
線程名：Thread-0，拋出異常，釋放鎖
線程名：Thread-1，運行開始
Exception in thread "Thread-0" java.lang.RuntimeException
at com.study.synchronize.conditions.Condition7.method0(Condition7.java:34)
at com.study.synchronize.conditions.Condition7.run(Condition7.java:17)
at java.lang.Thread.run(Thread.java:748)
線程：Thread-1，運行結束
測試結束
結果分析：可以看出線程還是串行執行的，說明是線程安全的。而且出現異常後，不會造成死鎖現象，JVM會自動釋放出現異常線程的鎖對象，其他線程獲取鎖繼續執行。
總結本文總結了並用代碼實現和驗證了synchronized各種使用場景，以及各種場景發生的原因和結論。我們分析的理論基礎都是synchronized關鍵字的鎖對象究竟是誰？多個線程之間競爭的是否是同一把鎖？根據這個條件來判斷線程是否是安全的。所以，有了這些場景的分析鍛鍊後，我們在以後使用多線程編程時，也可以通過分析鎖對象的方式，判斷出線程是否是安全的，從而避免此類問題的出現。
本文涵蓋了synchronized關鍵字的最重要的各種使用場景，也是面試官常常會問到的高頻問題，是一篇值得大家仔細閱讀和親自動手實踐的文章，喜歡本文請點讚和收藏。
來源：blog.csdn.net/x541211190/article/details/106272922