关于java:Java中Synchronized的用法

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在 Java 中,synchronized 关键字是用来控制线程同步的,就是在多线程的环境下,管制 synchronized 代码段不被多个线程同时执行。

synchronized 是 Java 中的关键字,是一种同步锁。它润饰的对象有以下几种:

  1. 润饰一个代码块,被润饰的代码块称为同步语句块,其作用的范畴是大括号 {} 括起来的代码,作用的对象是调用这个代码块的对象;
  2. 润饰一个办法,被润饰的办法称为同步办法,其作用的范畴是整个办法,作用的对象是调用这个办法的对象;
  3. 批改一个动态的办法,其作用的范畴是整个静态方法,作用的对象是这个类的所有对象;
  4. 批改一个类,其作用的范畴是 synchronized 前面括号括起来的局部,作用主的对象是这个类的所有对象。

润饰一个代码块
1. 一个线程拜访一个对象中的 synchronized(this) 同步代码块时,其余试图拜访该对象的线程将被阻塞。咱们看上面一个例子:
【Demo1】:synchronized 的用法

 1 /**
 2 * 同步线程
 3 */
 4 class SyncThread implements Runnable {
 5         private static int count;
 6 
 7         public SyncThread() {
 8             count = 0;
 9         }
10 
11         public void run() {12             synchronized(this) {13                 for (int i = 0; i < 5; i++) {
14                     try {15                         System.out.println(Thread.currentThread().getName() + ":" + (count++));
16                         Thread.sleep(100);
17                     } catch (InterruptedException e) {18                         e.printStackTrace();
19                     }
20                 }
21             }
22         }
23 
24         public int getCount() {
25             return count;
26         }
27 }

SyncThread 的调用:

1 SyncThread syncThread = new SyncThread();
2 Thread thread1 = new Thread(syncThread, "SyncThread1");
3 Thread thread2 = new Thread(syncThread, "SyncThread2");
4 thread1.start();
5 thread2.start();

后果如下:

SyncThread1:0 
SyncThread1:1 
SyncThread1:2 
SyncThread1:3 
SyncThread1:4 
SyncThread2:5 
SyncThread2:6 
SyncThread2:7 
SyncThread2:8 
SyncThread2:9

当两个并发线程 (thread1 和 thread2) 拜访同一个对象 (syncThread) 中的 synchronized 代码块时,在同一时刻只能有一个线程失去执行,另一个线程受阻塞,必须期待以后线程执行完这个代码块当前能力执行该代码块。Thread1 和 thread2 是互斥的,因为在执行 synchronized 代码块时会锁定以后的对象,只有执行完该代码块能力开释该对象锁,下一个线程能力执行并锁定该对象。
咱们再把 SyncThread 的调用略微改一下:

1 Thread thread1 = new Thread(new SyncThread(), "SyncThread1");
2 Thread thread2 = new Thread(new SyncThread(), "SyncThread2");
3 thread1.start();
4 thread2.start();

后果如下:

SyncThread1:0 
SyncThread2:1 
SyncThread1:2 
SyncThread2:3 
SyncThread1:4 
SyncThread2:5 
SyncThread2:6 
SyncThread1:7 
SyncThread1:8 
SyncThread2:9

不是说一个线程执行 synchronized 代码块时其它的线程受阻塞吗?为什么下面的例子中 thread1 和 thread2 同时在执行。这是因为 synchronized 只锁定对象,每个对象只有一个锁(lock)与之相关联,而下面的代码等同于上面这段代码:

1 SyncThread syncThread1 = new SyncThread();
2 SyncThread syncThread2 = new SyncThread();
3 Thread thread1 = new Thread(syncThread1, "SyncThread1");
4 Thread thread2 = new Thread(syncThread2, "SyncThread2");
5 thread1.start();
6 thread2.start();

这时创立了两个 SyncThread 的对象 syncThread1 和 syncThread2,线程 thread1 执行的是 syncThread1 对象中的 synchronized 代码(run),而线程 thread2 执行的是 syncThread2 对象中的 synchronized 代码(run);咱们晓得 synchronized 锁定的是对象,这时会有两把锁别离锁定 syncThread1 对象和 syncThread2 对象,而这两把锁是互不烦扰的,不造成互斥,所以两个线程能够同时执行。

2. 当一个线程拜访对象的一个 synchronized(this)同步代码块时,另一个线程依然能够拜访该对象中的非 synchronized(this)同步代码块。
【Demo2】:多个线程拜访 synchronized 和非 synchronized 代码块

 1 class Counter implements Runnable {
 2         private int count;
 3 
 4         public Counter() {
 5             count = 0;
 6         }
 7 
 8         public void countAdd() {9             synchronized(this) {10                 for (int i = 0; i < 5; i ++) {
11                     try {12                         System.out.println(Thread.currentThread().getName() + ":" + (count++));
13                         Thread.sleep(100);
14                     } catch (InterruptedException e) {15                         e.printStackTrace();
16                     }
17                 }
18             }
19         }
20 
21         // 非 synchronized 代码块,未对 count 进行读写操作,所以能够不必 synchronized
22         public void printCount() {23             for (int i = 0; i < 5; i ++) {
24                 try {25                     System.out.println(Thread.currentThread().getName() + "count:" + count);
26                     Thread.sleep(100);
27                 } catch (InterruptedException e) {28                     e.printStackTrace();
29                 }
30             }
31         }
32 
33         public void run() {34             String threadName = Thread.currentThread().getName();
35             if (threadName.equals("A")) {36                 countAdd();
37             } else if (threadName.equals("B")) {38                 printCount();
39             }
40         }
41 }./* 欢送退出 java 交换 Q 君样:909038429 一起吹水聊天

调用代码:

1 Counter counter = new Counter();
2 Thread thread1 = new Thread(counter, "A");
3 Thread thread2 = new Thread(counter, "B");
4 thread1.start();
5 thread2.start();

后果如下:

A:0 
B count:1 
A:1 
B count:2 
A:2 
B count:3 
A:3 
B count:4 
A:4 
B count:5

下面代码中 countAdd 是一个 synchronized 的,printCount 是非 synchronized 的。从下面的后果中能够看出一个线程拜访一个对象的 synchronized 代码块时,别的线程能够拜访该对象的非 synchronized 代码块而不受阻塞。

指定要给某个对象加锁
【Demo3】: 指定要给某个对象加锁

 1 /**
 2 * 银行账户类
 3 */
 4 class Account {
 5         String name;
 6         float amount;
 7 
 8         public Account(String name, float amount) {
 9             this.name = name;
10             this.amount = amount;
11         }
12 // 存钱
13         public void deposit(float amt) {
14             amount += amt;
15             try {16                 Thread.sleep(100);
17             } catch (InterruptedException e) {18                 e.printStackTrace();
19             }
20         }
21 // 取钱
22         public void withdraw(float amt) {
23             amount -= amt;
24             try {25                 Thread.sleep(100);
26             } catch (InterruptedException e) {27                 e.printStackTrace();
28             }
29         }
30 
31         public float getBalance() {
32             return amount;
33         }
34 }
35 
36 /**
37 * 账户操作类
38 */
39 class AccountOperator implements Runnable {
40         private Account account;
41         public AccountOperator(Account account) {
42             this.account = account;
43         }
44 
45         public void run() {46             synchronized (account) {47                 account.deposit(500);
48                 account.withdraw(500);
49                 System.out.println(Thread.currentThread().getName() + ":" + account.getBalance());
50             }
51         }
52 }

调用代码:

1 Account account = new Account("zhang san", 10000.0f);
2 AccountOperator accountOperator = new AccountOperator(account);
3 
4 final int THREAD_NUM = 5;
5 Thread threads[] = new Thread[THREAD_NUM];
6 for (int i = 0; i < THREAD_NUM; i ++) {7 threads[i] = new Thread(accountOperator, "Thread" + i);
8 threads[i].start();
9 }./* 欢送退出 java 交换 Q 君样:909038429 一起吹水聊天

后果如下:

Thread3:10000.0 
Thread2:10000.0 
Thread1:10000.0 
Thread4:10000.0 
Thread0:10000.0

在 AccountOperator 类中的 run 办法里,咱们用 synchronized 给 account 对象加了锁。这时,当一个线程拜访 account 对象时,其余试图拜访 account 对象的线程将会阻塞,直到该线程拜访 account 对象完结。也就是说谁拿到那个锁谁就能够运行它所管制的那段代码。
当有一个明确的对象作为锁时,就能够用相似上面这样的形式写程序。

1 public void method3(SomeObject obj) {
2 //obj 锁定的对象
3     synchronized(obj) {
4 // todo
5     }
6 }

当没有明确的对象作为锁,只是想让一段代码同步时,能够创立一个非凡的对象来充当锁:

 1 class Test implements Runnable {2         private byte[] lock = new byte[0]; // 非凡的 instance 变量
 3         public void method() {4             synchronized(lock) {
 5 // todo 同步代码块
 6             }
 7         }
 8 
 9         public void run() {
10 
11         }
12 }

阐明:零长度的 byte 数组对象创立起来将比任何对象都经济――查看编译后的字节码:生成零长度的 byte[]对象只需 3 条操作码,而 Object lock = new Object()则须要 7 行操作码。

润饰一个办法
Synchronized 润饰一个办法很简略,就是在办法的后面加 synchronized,public synchronized void method(){//todo}; synchronized 润饰办法和润饰一个代码块相似,只是作用范畴不一样,润饰代码块是大括号括起来的范畴,而润饰办法范畴是整个函数。如将【Demo1】中的 run 办法改成如下的形式,实现的成果一样。

*【Demo4】:synchronized 润饰一个办法

 1 public synchronized void run() {2     for (int i = 0; i < 5; i ++) {
 3         try {4             System.out.println(Thread.currentThread().getName() + ":" + (count++));
 5             Thread.sleep(100);
 6         } catch (InterruptedException e) {7             e.printStackTrace();
 8         }
 9     }
10 }

Synchronized 作用于整个办法的写法。
写法一:

1 public synchronized void method() {
2 // todo
3 }

写法二:

1 public void method() {2     synchronized(this) {
3 // todo
4     }
5 }

写法一润饰的是一个办法,写法二润饰的是一个代码块,但写法一与写法二是等价的,都是锁定了整个办法时的内容。

在用 synchronized 润饰办法时要留神以下几点:

  1. synchronized 关键字不能继承。

尽管能够应用 synchronized 来定义方法,但 synchronized 并不属于办法定义的一部分,因而,synchronized 关键字不能被继承。如果在父类中的某个办法应用了 synchronized 关键字,而在子类中笼罩了这个办法,在子类中的这个办法默认状况下并不是同步的,而必须显式地在子类的这个办法中加上 synchronized 关键字才能够。当然,还能够在子类办法中调用父类中相应的办法,这样尽管子类中的办法不是同步的,但子类调用了父类的同步办法,因而,子类的办法也就相当于同步了。这两种形式的例子代码如下:
在子类办法中加上 synchronized 关键字

1 class Parent {2         public synchronized void method() { }
3 }
4 class Child extends Parent {5         public synchronized void method() { }
6 }

在子类办法中调用父类的同步办法

1 class Parent {2         public synchronized void method() { }
3 }
4 class Child extends Parent {5         public void method() {6             super.method();
7         }
8 }

2. 在定义接口办法时不能应用 synchronized 关键字。
3. 构造方法不能应用 synchronized 关键字,但能够应用 synchronized 代码块来进行同步。
润饰一个动态的办法
Synchronized 也可润饰一个静态方法,用法如下:

1 public synchronized static void method() {
2 // todo
3 }

咱们晓得静态方法是属于类的而不属于对象的。同样的,synchronized 润饰的静态方法锁定的是这个类的所有对象。咱们对 Demo1 进行一些批改如下:

【Demo5】:synchronized 润饰静态方法

 1 /**
 2 * 同步线程
 3 */
 4 class SyncThread implements Runnable {
 5         private static int count;
 6 
 7         public SyncThread() {
 8             count = 0;
 9         }
10 
11         public synchronized static void method() {12             for (int i = 0; i < 5; i ++) {
13                 try {14                     System.out.println(Thread.currentThread().getName() + ":" + (count++));
15                     Thread.sleep(100);
16                 } catch (InterruptedException e) {17                     e.printStackTrace();
18                 }
19             }
20         }
21 
22         public synchronized void run() {23             method();
24         }
25 }

调用代码:

1 SyncThread syncThread1 = new SyncThread();
2 SyncThread syncThread2 = new SyncThread();
3 Thread thread1 = new Thread(syncThread1, "SyncThread1");
4 Thread thread2 = new Thread(syncThread2, "SyncThread2");
5 thread1.start();
6 thread2.start();

后果如下:

SyncThread1:0 
SyncThread1:1 
SyncThread1:2 
SyncThread1:3 
SyncThread1:4 
SyncThread2:5 
SyncThread2:6 
SyncThread2:7 
SyncThread2:8 
SyncThread2:9

syncThread1 和 syncThread2 是 SyncThread 的两个对象,但在 thread1 和 thread2 并发执行时却放弃了线程同步。这是因为 run 中调用了静态方法 method,而静态方法是属于类的,所以 syncThread1 和 syncThread2 相当于用了同一把锁。这与 Demo1 是不同的。

润饰一个类
Synchronized 还可作用于一个类,用法如下:

1 class ClassName {2         public void method() {3             synchronized(ClassName.class) {
4 // todo
5             }
6         }
7 }./* 欢送退出 java 交换 Q 君样:909038429 一起吹水聊天

咱们把 Demo5 再作一些批改。
【Demo6】: 润饰一个类

 1 /**
 2 * 同步线程
 3 */
 4 class SyncThread implements Runnable {
 5         private static int count;
 6 
 7         public SyncThread() {
 8             count = 0;
 9         }
10 
11         public static void method() {12             synchronized(SyncThread.class) {13                 for (int i = 0; i < 5; i ++) {
14                     try {15                         System.out.println(Thread.currentThread().getName() + ":" + (count++));
16                         Thread.sleep(100);
17                     } catch (InterruptedException e) {18                         e.printStackTrace();
19                     }
20                 }
21             }
22         }
23 
24         public synchronized void run() {25             method();
26         }
27 }

其成果和【Demo5】是一样的,synchronized 作用于一个类 T 时,是给这个类 T 加锁,T 的所有对象用的是同一把锁。

总结:
A. 无论 synchronized 关键字加在办法上还是对象上,如果它作用的对象是非动态的,则它获得的锁是对象;如果 synchronized 作用的对象是一个静态方法或一个类,则它获得的锁是对类,该类所有的对象同一把锁。
B. 每个对象只有一个锁(lock)与之相关联,谁拿到这个锁谁就能够运行它所管制的那段代码。
C. 实现同步是要很大的零碎开销作为代价的,甚至可能造成死锁,所以尽量避免无谓的同步控制。


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正文完
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