[Java] Synchronized 的四種用法，讀懂這篇就夠了

最近寫 Java 程式遇到各個 Thread 之間共用資料保護的問題，做了點功課後理解 Synchronized 的用法，寫下筆記以免忘記。

Synchronized 簡單介紹

Synchronized 使用時，需指定一個物件，系統會 Lock 此物件，當程式進入 Synchronized 區塊或 Method 時，該物件會被 Lock，直到離開 Synchronized 區塊時才會被釋放。

在 Lock 期間，鎖定同一物件的其他 Synchronized 區塊，會因為無法取得物件的 Lock 而等待。

待 Synchronized 區塊執行完釋放 Lock 後，其他鎖定同一物件的 Synchronized 區塊中，Java 會讓其中一個區塊取得該鎖定物件的 Lock 而可以執行。

其他鎖定同一物件的 Synchronized 區塊就繼續等。

1. Synchronized Method

synchronized public void syncMethod() { … }

此種 synchronized 用法鎖定的物件為 Method 所屬的物件 Instance，只要物件被 new 出超過一個以上的 Instance，就有可能保護不到 Method 內程式。

但如果此物件只會被 new 出一個 Instance，譬如 new 出來後就放到 ServletContext，要用的時候從 ServletContext 中拿出來執行，就可以避免此情況。

2. Synchronized Static Method

synchronized static public void syncMethod() { … }

此種 synchronized 用法鎖定的物件為 Method 所屬的物件的 Class，不管被 new 出幾個的 Instance，都能夠保證同一個時間只會有一個 Thread 在執行此 Method。

3. Synchronized(this)

public void syncMethod() { synchronized(this) { … } }

此種 synchronized 用法與 synchronized method 用法一樣，都是鎖定 Method 所屬的物件本身。

4. Synchronized(SomeObject)

public void syncMethod() { synchronized(SomeObject) { … } }

此種 synchronized 用法鎖定的是 SomeObject，如果 SomeObject 是兩個不同 Instance，那 synchronized 區塊內就有可能被同時執行。

如果每一個 Synchronized 的 SomeObject 都是同一個 Instance (或者 SomeObject 本身就是 Static)，就可以保證區塊內同時間只會被一個 Thread 執行。

當使用 Synchronized (SomeObject) 時，SomeObject 本身處於被 Lock 狀態，但此時 SomeObject 內的值是可以被更改的，Lock 只是同步化的狀態，跟物件本身的資料無關，不代表不能更改資料。

Synchronized 的使用時機很難定義，比較常見的情況是，當程式中會取出某一個共用的物件且會判斷物件內容值，再更新物件內容時，此情況大部分都需要 synchronized 保護。

例如到 ATM 提款機提款時，要先取出用戶的帳戶餘額，扣除提款的金額，再更新回去。此時就要 synchronized 保護，避免帳戶同時有兩個動作，導致款項異常。