一張圖講解對象鎖和關鍵字synchronized修飾方法

每一個對象在出生的時候就有一把鑰匙（監視器Monitor），那麼被synchronized 修飾的方法至關於給方法加了一個鎖，這個方法就能夠進行同步，在多線程的時候，不會出現線程安全問題。

注：Monitor是 Java中用以實現線程之間的互斥與協做的主要手段，它能夠當作是對象或者 Class的鎖。每個對象都有，也僅有一個 Monitor。

下面經過一張圖片進行講解：

1.一張圖片

圖片看不清，請點擊這裏 ： 高清大圖

2.圖片對應的代碼

import java.util.Date;

/**
 * 測試的object類
 *
 * @author:dufy
 * @version:1.0.0
 * @date 2017/9/29
 * @email 742981086@qq.com
 */
public class ObjectTest {


    public synchronized  void methodA(){
        try {
            System.out.println("This is methodA ...." + Thread.currentThread().getName() + ": " + new Date());
            Thread.sleep(1000);
        } catch (InterruptedException e) {
            e.printStackTrace();
        }

    }

    public void methodB(){

        System.out.println("This is methodB ...." + Thread.currentThread().getName() + ": " + new Date());
    }

    public synchronized void methodC(){

        try {
            System.out.println("This is methodC ...." + Thread.currentThread().getName() + ": " + new Date());
            Thread.sleep(3000);
        } catch (InterruptedException e) {
            e.printStackTrace();
        }

    }


}

package com.dufy.concurrentcode;

/**
 * 測試線程類
 *
 * @author:dufy
 * @version:1.0.0
 * @date 2017/9/29
 * @email 742981086@qq.com
 */
public class ThreadTest extends Thread{

    public static void main(String[] args) {
        ObjectTest ot = new ObjectTest();
        Thread1 t1 = new Thread1(ot,"thread1");
        Thread2 t2 = new Thread2(ot,"thread2");
        Thread3 t3 = new Thread3(ot,"thread3");
        Thread4 t4 = new Thread4(ot,"thread4");
        t1.start();
        t2.start();
        t3.start();
        t4.start();
    }


    static class Thread1 extends Thread{
        private ObjectTest objectTest;

        public Thread1(ObjectTest objectTest,String name){
            setName(name);
            this.objectTest = objectTest;
        }
        @Override
        public void run() {
            super.run();
            objectTest.methodA();
        }
    }

    static class Thread2 extends Thread{
        private ObjectTest objectTest;

        public Thread2(ObjectTest objectTest,String name){
            setName(name);
            this.objectTest = objectTest;
        }
        @Override
        public void run() {
            super.run();
            objectTest.methodB();
        }
    }

    static class Thread3 extends Thread{
        private ObjectTest objectTest;

        public Thread3(ObjectTest objectTest,String name){
            setName(name);
            this.objectTest = objectTest;
        }
        @Override
        public void run() {
            super.run();
            objectTest.methodA();
        }
    }

    static class Thread4 extends Thread{
        private ObjectTest objectTest;

        public Thread4(ObjectTest objectTest,String name){
            setName(name);
            this.objectTest = objectTest;
        }
        @Override
        public void run() {
            super.run();
            objectTest.methodC();
        }
    }
}

運行結果：

This is methodB ....thread2: Fri Sep 29 23:21:17 CST 2017
This is methodA ....thread1: Fri Sep 29 23:21:17 CST 2017
This is methodC ....thread4: Fri Sep 29 23:21:18 CST 2017
This is methodA ....thread3: Fri Sep 29 23:21:21 CST 2017

 

注： 
一、運行的結果可能和上圖講的線程流程不一樣，沒有關係，只要理解對象鎖和synchronized的核心思想就好，線程的運行原本就是具備隨機性這個特色。 
二、此段代碼是同步方法，其實同步的代碼塊也是一個道理，同步代碼塊用synchronized(this)時候，當一個線程訪問object的一個synchronized(this)同步代碼塊的時候，其餘線程對object中全部其餘的synchronized(this)同步的代碼塊訪問都被阻塞 （阻塞的是同步代碼塊，線程依然能夠進入同步代碼塊的方法）。

3.總結

1. 每一個對象都有一把鎖（對象監視器），關鍵字synchronized取得鎖都是對象鎖，而不是把一段代碼或方法（函數）當作鎖。
2. 上圖所示，哪一個線程先執行帶有synchronized關鍵字的方法，哪一個線程就持有這個方法所屬對象的鑰匙。其餘線程只能處於等待狀態。
3. 調用關鍵字synchronized聲明的方法，必定是排隊運行的。這纔是使用synchronized關鍵字的做用，排隊運行，若是有共享資源的話，那麼共享資源的讀取就是線程安全的。
4. 若是一個線程持有 object的鑰匙，那麼其餘線程能夠訪問object對象沒有上鎖的方法，也就是非synchronized類型的方法。

4.Monitor和線程關係

首先看一下線程和 Monitor之間關係，以 及線程的狀態轉換圖。經過圖講解一下整個過程。

上圖分爲三塊：Entry Set（進入區） 、The Owner（擁有區）、Wait Set（等待區）。

• Entry Set（進入區）：表示線程經過synchronized要求獲取對象的鎖。若是對象未被鎖住,則迚入擁有者;不然則在進入區等待。一旦對象鎖被其餘線程釋放,當即參與競爭。

• The Owner（擁有區）：表示某一線程成功競爭到對象鎖。

• Wait Set（等待區）：表示線程經過對象的wait方法,釋放對象的鎖,並在等待區等待被喚醒。

從圖中能夠看出，一個 Monitor在某個時刻，只能被一個線程擁有，該線程就是 「Active Thread」，而其它線程都是 「Waiting Thread」，分別在兩個隊列 「 Entry Set」和 「Wait Set」裏面等候。

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