一、为什么需要同步？
简单地说，之所以需要同步，是为了防止一个线程在执行一段代码块的这段时间内被中断。打个比方，你准备要吃包子，吃包子这个过程包括你把包子拿起来，和吃下去这两个原子动作，当你拿起包子的时候你当然不希望别人从你的手中把包子抢走，所以你希望在你把包子拿起来和吃下去这个过程中不会有别人来抢。 这里你和抢你包子的人好比两个线程，如果要实现吃包子的过程不被中断，就需要线程同步。
从程序角度来说，当有多个线程对同一个数据（即所谓的临界资源）进行写操作的时候，就需要同步，如果不同步则有可能产生不正确的结果。如果多个线程对临界资源仅仅是读，则不需要同步。考虑这样一个场景：铁道部销售火车票时，火车票的数量是固定的，每当有购票请求时，售票系统会启动一个线程执行出票、打印这两个操作，用程序模拟如下：
package com.litl.java.test;
public class TicketSale {
private static int[] tickets=new int[10];
private int mIndex;
private void saleTicket(){
if(mIndex==tickets.length){
//System.out.println(Thread.currentThread().getName()+" 票已经卖完了!!!");
return;
}
int ticket=tickets[mIndex]; //第一步，从系统中读取可用的票务信息
System.out.println(Thread.currentThread().getName()+" 购票成功，出票编号为："+ticket); //第二步，打印票给客户
tickets[mIndex]=-1;//第三步，修改票信息数据库
mIndex++; //第四步，可用票指针前移
}
class BuyThread extends Thread{
public BuyThread(String name) {
super(name);
}
@Override
public void run() {
saleTicket();
}
}
private void startSale() {
// 100个人去抢10张票
for (int i = 0; i < 100; i++) {
BuyThread buyThread = new BuyThread("thread-" + i);
buyThread.start();
}
}
public static void main(String[] args) {
TicketSale ts=new TicketSale();
//初始化票务信息
for(int i=0;i<tickets.length;i++){
tickets[i]=i;
}
ts.startSale();
}
}
首先看一个正确的结果：
thread-1 购票成功，出票编号为：0
thread-3 购票成功，出票编号为：1
thread-5 购票成功，出票编号为：2
thread-7 购票成功，出票编号为：3
thread-9 购票成功，出票编号为：4
thread-11 购票成功，出票编号为：5
thread-13 购票成功，出票编号为：6
thread-15 购票成功，出票编号为：7
thread-17 购票成功，出票编号为：8
thread-19 购票成功，出票编号为：9
多运行几次（这也是多线程问题有时比较难以查找的原因，有时候概率甚至是非常低的，运行几十万次才出现一次），则出现在不想看到的结果：
thread-0 购票成功，出票编号为：0
thread-1 购票成功，出票编号为：1
thread-2 购票成功，出票编号为：1
thread-4 购票成功，出票编号为：3
thread-6 购票成功，出票编号为：3
thread-8 购票成功，出票编号为：3
thread-10 购票成功，出票编号为：3
thread-12 购票成功，出票编号为：3
thread-14 购票成功，出票编号为：3
thread-16 购票成功，出票编号为：3
thread-18 购票成功，出票编号为：3
thread-20 购票成功，出票编号为：3
thread-22 购票成功，出票编号为：3
thread-24 购票成功，出票编号为：3
thread-3 购票成功，出票编号为：3
thread-26 购票成功，出票编号为：3
thread-78 购票成功，出票编号为：3
thread-80 购票成功，出票编号为：3
thread-82 购票成功，出票编号为：3
thread-84 购票成功，出票编号为：3
thread-86 购票成功，出票编号为：3
thread-88 购票成功，出票编号为：3
thread-90 购票成功，出票编号为：3
thread-92 购票成功，出票编号为：3
thread-94 购票成功，出票编号为：3
thread-96 购票成功，出票编号为：3
thread-98 购票成功，出票编号为：3
Exception in thread "thread-89" java.lang.ArrayIndexOutOfBoundsException: 10
at com.litl.java.test.TicketSale.saleTicket(TicketSale.java:16)
at com.litl.java.test.TicketSale.access$0(TicketSale.java:9)
at com.litl.java.test.TicketSale$BuyThread.run(TicketSale.java:28)
Exception in thread "thread-91" java.lang.ArrayIndexOutOfBoundsException: 10
at com.litl.java.test.TicketSale.saleTicket(TicketSale.java:16)
at com.litl.java.test.TicketSale.access$0(TicketSale.java:9)
at com.litl.java.test.TicketSale$BuyThread.run(TicketSale.java:28)
Exception in thread "thread-93" java.lang.ArrayIndexOutOfBoundsException: 10
at com.litl.java.test.TicketSale.saleTicket(TicketSale.java:16)
at com.litl.java.test.TicketSale.access$0(TicketSale.java:9)
at com.litl.java.test.TicketSale$BuyThread.run(TicketSale.java:28)
上面的打印结果中，多个人买到了同一张票，可是一张票只能坐一个人！
为什么会出现上面这种错误的结果呢？从代码上看，原因很简单，所有人买到的票都是通过
int ticket=tickets[mIndex];这条代码实现的，多个线程得到的ticket相同，也就是多个线程在买票时，所读取到的mIndex值是一样的，也就是说，当卖完第一张票之后，系统还没来得及更新mIndex，又处理了第二个买票请求，而这时的mIndex还未改变，于是两个人买到了同一张票！产生这个现象的本质原因，是由于两个线程交替执行，第一个线程还没有完成它应该完成的一系列任务时，系统把cpu时间片交给了另一个线程，而两个线程都对同一个资源进行了操作，于是产生了错误的结果。
那么，如何解决这种资源访问的冲突呢？很简单，只要让这段代码“不可中断”，即当一个线程进入这段代码时，只要还没有执行完，其他想要执行这段代码的线程就乖乖地在那里等着，即可。
int ticket=tickets[mIndex]; //第一步，从系统中读取可用的票务信息 System.out.println(Thread.currentThread().getName()+" 购票成功，出票编号为："+ticket); //第二步，打印票给客户 tickets[mIndex]=-1;//第三步，修改票信息数据库 mIndex++; //第四步，可用票指针前移
二、java中线程同步的实现
java中是通过锁机制来实现线程之间的同步的。何谓锁呢？打个通俗的比方，在没有加锁的情况下，包子是放在食堂的桌子上，而所有想吃包子的人都在食堂里，谁都可以去抢，但是现在加锁之后，每次只能一个人进食堂里去吃包子（这个比喻好像不太恰当~~），因为食堂门被第一个进入食堂的人反锁了，其他的人都乱哄哄地堵在食堂门口，只有等在食堂里吃包子的那个人吃完出来解除反锁之后，才可以进去。
java中有两种实现锁的方法，一是显式的Lock,而是通过synchronized关键字来实现对资源（也就是代码块）加锁。这里我们修改上面的程序，用synchronized对买票方法进行加锁，即可避免上面出现的错误情况：
private synchronized void saleTicket(){
if(mIndex==tickets.length){
//System.out.println(Thread.currentThread().getName()+" 票已经卖完了!!!");
return;
}
int ticket=tickets[mIndex]; //第一步，从系统中读取可用的票务信息
System.out.println(Thread.currentThread().getName()+" 购票成功，出票编号为："+ticket); //第二步，打印票给客户
tickets[mIndex]=-1;//第三步，修改票信息数据库
mIndex++; //第四步，可用票指针前移
}分析：
1，通过对saleTicket（）方法添加synchronized关键字，当一个线程在执行它的过程中，不会被其他线程中断，从而保证了整个买票过程的完整性，避免两个人买了同一张票的问题。
2，这里的 synchronized所获取的锁是当前类实例对象的锁，即TicketSale当前实例对象的锁。
有关synchronized关键字的详细分析，将在下篇中介绍。