Synchronized關(guān)鍵字的使用

前面介紹了多線程的諸多優(yōu)點(diǎn),好用歸好用,同時(shí)也出現(xiàn)了一個(gè)問題就是線程的同步。當(dāng)不做線程的同步控制,多個(gè)線程跑起來(lái)并對(duì)一個(gè)共享變量做改動(dòng),執(zhí)行完畢后,你會(huì)發(fā)現(xiàn)共享變量的值不如你愿。因?yàn)檫@些線程沒能實(shí)現(xiàn)線程安全。關(guān)于線程安全和線程非安全,看下百度的解釋:

線程安全&線程非安全

線程安全就是多線程訪問時(shí),采用了加鎖機(jī)制,當(dāng)一個(gè)線程訪問該類的某個(gè)數(shù)據(jù)時(shí),進(jìn)行保護(hù),其他線程不能進(jìn)行訪問直到該線程讀取完,其他線程才可使用。不會(huì)出現(xiàn)數(shù)據(jù)不一致或者數(shù)據(jù)污染。 線程不安全就是不提供數(shù)據(jù)訪問保護(hù),有可能出現(xiàn)多個(gè)線程先后更改數(shù)據(jù)造成所得到的數(shù)據(jù)是臟數(shù)據(jù)。

保證線程安全,java提供了以下幾種同步策略:

  1. synchronized關(guān)鍵字。
  2. volatile關(guān)鍵字。
  3. JUC包中的Lock接口。
    4.ThreadLocal管理變量。
    本篇主要介紹一下synchronized關(guān)鍵字的使用。
    通俗點(diǎn)描述synchronized,它就像是掛在一個(gè)衣柜上的鎖。記得大學(xué)和兄弟們打完球,一起去澡堂沖涼,走進(jìn)更衣室,會(huì)看見有很多衣柜,一個(gè)個(gè)衣柜就如同一個(gè)個(gè)共享變量,如果一個(gè)衣柜上有鎖(synchronized),說明這個(gè)柜(共享變量)正在被人(線程)使用,你如果非要用這個(gè)柜子,就得等正在使用這個(gè)柜子的人用完柜子,釋放了鎖,你再使用。
    先示范一把線程非安全的例子:
public class Test5 implements Runnable {
    private  int count = 0;
    @Override
    public void run() {
        for(int i = 0; i < 8; i++){
            System.out.println(Thread.currentThread().getName()+ ":" + count++);
        }
    }
    public static void main(String[] args) {
        Test5 test5 = new Test5();
        Thread thread1 = new Thread(test5,"thread1");
        Thread thread2 = new Thread(test5,"thread2");
        thread1.start();
        thread2.start();
    }
}

運(yùn)行結(jié)果:(本想著count值為15,執(zhí)行結(jié)果卻是14,且thread1和thread2交叉著修改著count)


synchronized修飾一個(gè)方法

如果想讓上面例子線程安全,且最后的count為15,使用synchronized修飾方法。修改上述代碼的run()方法,兩種寫法:
①直接在方法訪問修飾符后面加synchronized

@Override
public synchronized void run() {
    for(int i = 0; i < 8; i++){
        System.out.println(Thread.currentThread().getName()+ ":" + count++);
    }
 }

②在方法內(nèi)部使用synchronized修飾方法代碼塊

@Override
public void run() {
     synchronized (this){
         for(int i = 0; i < 8; i++){
             System.out.println(Thread.currentThread().getName()+ ":" + count++);
         }
     }
}

兩種結(jié)果的執(zhí)行結(jié)果是一致的,可以看出:當(dāng)兩個(gè)線程訪問同一個(gè)對(duì)象(test5)的synchronized方法時(shí),同一時(shí)刻只能有一個(gè)線程執(zhí)行,另一個(gè)阻塞,兩個(gè)線程是互斥的,只有當(dāng)?shù)谝粋€(gè)執(zhí)行完畢釋放了鎖,第二個(gè)線程才能獲取鎖重新鎖定對(duì)象。


繼續(xù)玩Test5,將其main方法內(nèi)部做下修改,修改如下:

public static void main(String[] args) {
     Thread thread1 = new Thread(new Test5(),"thread1");
     Thread thread2 = new Thread(new Test5(),"thread2");
     thread1.start();
     thread2.start();
}

執(zhí)行結(jié)果如下:


這是怎么回事,不是已經(jīng)用synchronized修飾了run(),鎖定對(duì)象了嗎,怎么兩個(gè)線程交叉執(zhí)行,且count都是7,難道使用的姿勢(shì)不對(duì)???



原因:synchronized鎖定的是對(duì)象,new Test5()兩次會(huì)創(chuàng)建兩個(gè)獨(dú)立的對(duì)象,所以會(huì)有兩把鎖鎖定兩個(gè)對(duì)象,thread1執(zhí)行著對(duì)象1的run(),thread2執(zhí)行著對(duì)象2的run(),所以兩個(gè)線程互不影響,各執(zhí)行各的。

synchronized(this),this為何物?
public class Test5 implements Runnable {
    private static int count = 0;
    @Override
    public void run() {
        synchronized (this){
            for(int i = 0; i < 8; i++){
                System.out.println(Thread.currentThread().getName()+ ":" + count++);
            }
        }
    }
    public static void main(String[] args) {
        Test5 test5 = new Test5();
        Thread thread1 = new Thread(test5,"thread1");
        Thread thread2 = new Thread(test5,"thread2");
        thread1.start();
        thread2.start();
    }
}

執(zhí)行結(jié)果(線程安全):


修改main方法如下:

public static void main(String[] args) {
        Thread thread1 = new Thread(new Test5(),"thread1");
        Thread thread2 = new Thread(new Test5(),"thread2");
        thread1.start();
        thread2.start();
}

從這個(gè)例子就可以看出:這里的this是指當(dāng)前對(duì)象,不管是對(duì)象A還是對(duì)象B,剛開始運(yùn)行這段代碼的時(shí)候會(huì)給這段代碼加個(gè)鎖,這樣即使運(yùn)行到中間被替換了,另一個(gè)線程也不會(huì)執(zhí)行這段代碼,因?yàn)檫@段代碼加鎖了,而鑰匙在給代碼加鎖的那個(gè)線程手里,只有加鎖的線程運(yùn)行完這段代碼,才會(huì)給代碼解鎖.然后其他線程才能執(zhí)行這段代碼。

修飾一個(gè)靜態(tài)方法

靜態(tài)方法是屬于整個(gè)類的,所以synchronized修飾靜態(tài)方法鎖定的就是這個(gè)類的所有對(duì)象。

public class Test5 implements Runnable {
    private static int count = 0;
    @Override
    public void run() {
        addCount();
    }
    public static synchronized void addCount(){
        for(int i = 0; i < 8; i++){
            System.out.println(Thread.currentThread().getName()+ ":" + count++);
        }
    }
    public static void main(String[] args) {
        Test5 test5 = new Test5();
        Thread thread1 = new Thread(test5,"thread1");
        Thread thread2 = new Thread(test5,"thread2");
        thread1.start();
        thread2.start();
    }
}

執(zhí)行結(jié)果:



修改Test5的main(),再次執(zhí)行

public static void main(String[] args) {
        Thread thread1 = new Thread(new Test5(),"thread1");
        Thread thread2 = new Thread(new Test5(),"thread2");
        thread1.start();
        thread2.start();
}

可以發(fā)現(xiàn)執(zhí)行結(jié)果還是上圖,new Test5()創(chuàng)建了兩個(gè)不同的對(duì)象,但thread1、thread2的執(zhí)行確實(shí)線程安全的,原因是synchronized修飾的是靜態(tài)方法,靜態(tài)方法是屬于類的,兩個(gè)對(duì)象用的是同一個(gè)鎖,所以同步。

修飾一個(gè)類

修改Test5的addCount()方法,修改如下:

public static void addCount(){
    synchronized (Test5.class){
        for(int i = 0; i < 8; i++){
            System.out.println(Thread.currentThread().getName()+ ":" + count++);
        }
    }
}

執(zhí)行結(jié)果(線程安全的):

synchronized不支持繼承

synchronized可以修飾方法,但不屬于方法定義的一部分,不能夠被繼承。如果父類的一個(gè)方法使用了synchronized,子類中重寫了此方法,那么在子類中的這個(gè)方法默認(rèn)是不同步的。如果要達(dá)到同步效果,一是在子類方法前也加上synchronized,二是在子類方法中調(diào)用父類的同步方法。

總結(jié)

synchronized是java中的關(guān)鍵字,是種同步鎖。
①對(duì)于同步的方法或代碼塊,要先獲得對(duì)象鎖才能進(jìn)入同步方法或代碼塊進(jìn)行操作;
②synchronized可修飾方法,分為靜態(tài)方法和非靜態(tài)方法,修飾靜態(tài)方法鎖定的是整個(gè)類,修飾非靜態(tài)方法鎖定的是一個(gè)對(duì)象;
③synchronized可修飾類,修飾的是這個(gè)類的所有對(duì)象;
④代碼塊synchronized(a),對(duì)象鎖就是a。
⑤synchronized修飾方法不支持繼承。

略陳固陋,如有不當(dāng)之處,歡迎各位看官批評(píng)指正!

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