在Java多线程编程中，当多个线程同时访问类的静态资源（如静态方法、静态变量）时，可能会引发线程安全问题，导致数据不一致或不可预期的行为，为了确保线程安全，需要对类的静态部分进行同步控制，即“锁住类”，本文将详细介绍Java中锁住类的多种实现方式、原理及注意事项。
synchronized关键字修饰静态方法：类级锁的直接实现
synchronized是Java提供的内置同步机制，当修饰静态方法时，锁的对象是当前类的Class对象，每个类在JVM中只对应一个Class实例，因此所有线程调用该静态方法时，会竞争同一个锁，从而实现线程安全。
定义一个工具类MathUtils，其静态方法add需要保证线程安全：
public class MathUtils {
public static synchronized int add(int a, int b) {
// 临界区代码
return a + b;
}
}
在此示例中，synchronized修饰静态方法add，锁对象为MathUtils.class，当线程A调用add方法时，会获取MathUtils.class的锁，其他线程必须等待线程A释放锁后才能进入该方法，这种方式简单直接，但会锁定整个方法，若方法内存在耗时操作，可能降低并发性能。
synchronized代码块锁定Class对象：细粒度的类同步控制
若仅需对方法内的部分代码进行同步，而非整个方法，可以使用synchronized代码块显式锁定类的Class对象，这种方式可以缩小同步范围，减少锁竞争，提高并发效率。
在MathUtils类中，仅对计算逻辑加锁，而参数校验部分不加锁：
public class MathUtils {
public static int add(int a, int b) {
// 非同步代码
if (a < 0 || b < 0) {
throw new IllegalArgumentException("参数不能为负数");
}
// 同步代码块
synchronized (MathUtils.class) {
// 临界区代码
return a + b;
}
}
}
与修饰静态方法相比，同步代码块更灵活，可以精确控制需要同步的代码片段，需要注意的是，锁对象必须是同一个类的Class实例，否则无法实现类级别的同步，若使用this作为锁对象，则锁定的是实例而非类，无法保证静态资源的线程安全。
使用锁对象（Lock接口）：更灵活的类同步控制
除了synchronized，Java并发包（java.util.concurrent.locks）提供了Lock接口及其实现类（如ReentrantLock），支持更灵活的同步控制，与synchronized不同，Lock需要手动获取和释放锁，因此可以在获取锁时设置超时、可中断等特性，避免死锁或线程长时间阻塞。
使用ReentrantLock实现静态方法的线程安全：
import java.util.concurrent.locks.ReentrantLock;
public class MathUtils {
private static final ReentrantLock lock = new ReentrantLock();
public static int add(int a, int b) {
lock.lock(); // 获取锁
try {
// 临界区代码
return a + b;
} finally {
lock.unlock(); // 释放锁
}
}
}
ReentrantLock支持公平锁（按线程请求顺序获取锁）和非公平锁（默认，可提高吞吐量），还提供了tryLock()方法尝试获取锁，若锁不可用则立即返回，避免线程无限等待，但使用时需注意，必须在finally块中释放锁，否则可能导致锁泄漏，其他线程无法获取锁。
锁住类与锁住实例的区别：明确同步范围
在Java中，锁分为类锁和对象锁（实例锁），两者作用于不同的范围，需明确区分：
- 类锁：通过
synchronized修饰静态方法或锁定Class对象，锁对象是类的Class实例，所有线程共享同一把类锁，适用于同步静态资源。 - 对象锁：通过
synchronized修饰实例方法或锁定this对象，锁对象是类的实例，每个实例有自己的对象锁，不同实例之间互不干扰，适用于同步实例资源。
在Counter类中，静态变量count需要类锁，实例变量instanceCount需要对象锁：
public class Counter {
private static int count = 0; // 静态变量，需要类锁
private int instanceCount = 0; // 实例变量，需要对象锁
public static synchronized void incrementCount() {
count++; // 类锁同步
}
public synchronized void incrementInstanceCount() {
instanceCount++; // 对象锁同步
}
}
若误用对象锁同步静态资源，可能导致多个线程同时访问静态变量，引发线程安全问题，反之，若用类锁同步实例资源，则会降低并发性能，因为所有实例共享同一把锁。
注意事项与最佳实践
- 避免过度同步：同步会带来性能开销，应尽量缩小同步范围，仅对必要的临界区代码加锁，将耗时操作（如IO、复杂计算）移出同步块。
- 防止死锁：若多个线程互相等待对方释放锁，会导致死锁，线程A持有锁1并等待锁2，线程B持有锁2并等待锁1，可通过按固定顺序获取锁或使用
tryLock()避免死锁。 - 使用volatile配合锁：若静态变量仅被单个线程修改、多个线程读取，可使用
volatile保证可见性；若涉及读写操作，仍需使用锁保证原子性。 - 优先使用并发工具类：对于复杂的同步场景，如生产者-消费者模型，可使用
BlockingQueue、CountDownLatch等并发工具类，而非手动加锁，减少出错概率。
Java中锁住类的核心是控制对静态资源的并发访问，主要方式包括synchronized修饰静态方法、同步代码块锁定Class对象，以及使用Lock接口，选择合适的同步方式需根据场景需求平衡安全性和性能，同时注意区分类锁与对象锁、避免过度同步和死锁等问题，通过合理使用同步机制,可有效保障多线程环境下静态资源的线程安全。