在java中，为了防止多个线程操纵一个共享变量，我们使用synchronized关键字。让我们通过下面的例子来理解它:

在这个例子中，我定义了两个线程，并将它们命名为increment和decincrement。增量线程增加共享变量(计数器)的值，增量线程减少共享变量(计数器)的值，即增加5000次(结果是5000 + 0 = 5000)，减少5000次(结果是5000 - 5000 = 0)。

没有同步关键字的程序:

class SynchronizationDemo {

    public static void main(String[] args){

        Buffer buffer = new Buffer();                   

        MyThread incThread = new MyThread(buffer, "increment");
        MyThread decThread = new MyThread(buffer, "decrement"); 

        incThread.start();
        decThread.start();  
       
        try {
          incThread.join();
          decThread.join();
        }catch(InterruptedException e){ }

        System.out.println("Final counter: "+buffer.getCounter());
    }
}

class Buffer {
    private int counter = 0; 
    public void inc() { counter++; }
    public void dec() { counter--; } 
    public int getCounter() { return counter; }
}

class MyThread extends Thread {

    private String name;
    private Buffer buffer;

    public MyThread (Buffer aBuffer, String aName) {            
        buffer = aBuffer; 
        name = aName; 
    }

    public void run(){
        for (int i = 0; i <= 5000; i++){
            if (name.equals("increment"))
                buffer.inc();
            else
                buffer.dec();                           
        }
    }
}

如果我们运行上面的程序，我们期望缓冲区的值是相同的，因为缓冲区的增量和减量相同，将会得到我们开始时的初始值，对吗?让我们看看输出:

正如你所看到的，无论我们运行程序多少次，我们都会得到不同的结果，因为每个线程都在同一时间操纵计数器。如果我们能设法让一个线程先增加共享变量，然后再减少它，反之亦然，我们就会得到正确的结果，这正是synchronized关键字所能做到的，只需在Buffer的inc和dec方法之前添加synchronized关键字，如下所示:

关键字为synchronized的程序:

// rest of the code

class Buffer {
    private int counter = 0; 
    // added synchronized keyword to let only one thread
    // be it inc or dec thread to manipulate data at a time
    public synchronized void inc() { counter++; }
    public synchronized void dec() { counter--; } 
    public int getCounter() { return counter; }
}

// rest of the code

输出:

不管我们运行多少次，我们得到的输出都是0

Java同步

volatile[About] => synchronized

synchronized块在Java中是多线程中的监视器。同一对象/类的同步块只能由单个线程执行，其他的都在等待。它可以帮助解决竞赛状况。

Java 5通过支持happens-before扩展了同步[关于]

监视器的解锁(同步块或方法退出)发生在同一监视器的每个后续锁定(同步块或方法进入)之前。

下一步是java.util.concurrent

你可以把它想象成一个转门，就像你在足球场看到的那样。有平行的人群想要进入，但在旋转门他们是“同步的”。一次只能有一个人通过。所有想要通过的人都可以，但他们可能要等到他们能够通过。

synchronized关键字是什么?

线程主要通过共享对字段和引用字段所引用的对象的访问进行通信。这种通信形式非常高效，但可能会产生两种错误:线程干扰和内存一致性错误。防止这些错误所需的工具是同步。

同步块或方法可以防止线程干扰，并确保数据是一致的。在任何时候，只有一个线程可以通过获得锁来访问同步块或方法(临界区)。其他线程将等待锁释放来访问临界区。

方法何时同步?

将synchronized添加到方法定义或声明时，方法是同步的。您还可以在方法中同步特定的代码块。

它在语法上和逻辑上意味着什么?

这意味着只有一个线程可以通过获得锁来访问临界区。除非这个线程释放这个锁，否则所有其他线程将不得不等待获得一个锁。他们不能在没有锁的情况下进入临界区。

这不是魔法能办到的。程序员的职责是识别应用程序中的关键部分并相应地保护它。Java提供了一个框架来保护你的应用程序，但是在哪里以及保护哪些部分是程序员的责任。

更多细节，请参阅java文档页

内在锁和同步:

同步是围绕一个称为内在锁或监视器锁的内部实体构建的。内在锁在同步的两个方面都发挥作用:强制对对象状态的独占访问，并建立对可见性至关重要的happens-before关系。

每个对象都有一个与之相关的内在锁。按照惯例，需要独占和一致访问对象字段的线程必须在访问对象字段之前获得对象的内在锁，然后在使用完对象字段时释放内在锁。

线程在获得锁和释放锁之间拥有内在锁。只要一个线程拥有一个内在锁，其他线程就不能获得相同的锁。另一个线程在试图获取锁时将阻塞。

当线程释放一个内在锁时，在该操作和后续获得的任何相同锁之间建立happens-before关系。

使方法同步有两个效果:

首先，对同一对象的同步方法的两次调用不可能交织。

当一个线程正在为一个对象执行同步方法时，所有为同一对象调用同步方法的其他线程将暂停执行，直到第一个线程处理完该对象。

其次，当同步方法退出时，它自动与同一对象的同步方法的任何后续调用建立happens-before关系。

这保证了对对象状态的更改对于所有线程都是可见的。

寻找同步的其他替代方案:

避免在Java中同步(这)?

synchronized关键字使线程在输入方法时获得锁，以便同一时间只有一个线程可以执行该方法(对于给定的对象实例，除非它是静态方法)。

这通常被称为使类线程安全，但我认为这是一种委婉说法。虽然同步确实可以保护Vector的内部状态不被破坏，但这通常对Vector的用户没有太大帮助。

考虑一下:

 if (vector.isEmpty()){
     vector.add(data);
 }

尽管所涉及的方法是同步的，但由于它们分别被锁定和解锁，两个不幸计时的线程可以创建具有两个元素的向量。

所以实际上，你也必须在你的应用程序代码中同步。

因为方法级同步是a)当你不需要它的时候很昂贵，b)当你需要同步的时候不够用，所以现在有了不同步的替换(Vector的情况下是ArrayList)。

最近，并发包已经发布，其中包含许多处理多线程问题的聪明实用程序。

概述

Java中的Synchronized关键字与线程安全有关，也就是说，当多个线程读或写同一个变量时。 这可以直接发生(通过访问相同的变量)或间接发生(通过使用使用访问相同变量的另一个类的类)。

synchronized关键字用于定义一个代码块，其中多个线程可以以安全的方式访问同一个变量。

更深层次的

从语法上看，synchronized关键字接受一个Object作为它的参数(称为锁对象)，然后后面跟着一个{block of code}。

When execution encounters this keyword, the current thread tries to "lock/acquire/own" (take your pick) the lock object and execute the associated block of code after the lock has been acquired. Any writes to variables inside the synchronized code block are guaranteed to be visible to every other thread that similarly executes code inside a synchronized code block using the same lock object. Only one thread at a time can hold the lock, during which time all other threads trying to acquire the same lock object will wait (pause their execution). The lock will be released when execution exits the synchronized code block.

同步的方法:

将synchronized关键字添加到方法定义中等于将整个方法体包装在同步代码块中，锁对象为this(对于实例方法)和ClassInQuestion.getClass()(对于类方法)。

—实例方法是没有静态关键字的方法。 —类方法是具有静态关键字的方法。

技术

如果没有同步，就无法保证以何种顺序进行读写，可能会给变量留下垃圾。 (例如，一个变量可能由一个线程写入一半的比特，另一个线程写入一半的比特，使变量处于两个线程都没有尝试写入的状态，而是两者结合在一起的混乱状态。)

在另一个线程读取之前(时钟时间)完成一个线程的写操作是不够的，因为硬件可能已经缓存了变量的值，读取线程将看到缓存的值，而不是写入它的值。

结论

因此，在Java的情况下，您必须遵循Java内存模型，以确保线程错误不会发生。 换句话说:在底层使用同步、原子操作或为您使用它们的类。

来源 http://docs.oracle.com/javase/specs/jls/se8/html/index.html Java®语言规范，2015-02-13