[03] 線程同步 synchronized

時間 2019-11-07

標籤線程同步 synchronized 欄目 Java 简体版

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一、線程同步概述

線程之間有可能共享一些資源，好比內存、文件、數據庫等。多個線程同時讀寫同一份共享資源時，就可能引發衝突，因此引入了線程的「同步」機制。

所謂同步，就是說線程要有先來後到，排隊執行操做，而不是同時進行操做。目的就是爲了防止多個線程在訪問相同數據對象時，對數據形成污染和破壞。

爲了實現同步，Java中提供了「鎖」的機制，能夠給共享資源加上一把鎖，這把鎖只有一把鑰匙，哪一個線程獲取了這把鑰匙，纔有權利去訪問該共享資源。而實現「鎖」機制的關鍵字，就是 synchronized

二、synchronized

synchronized 的使用很簡單

同步方法：訪問權限修飾符 synchronized 數據返回類型方法名() { ... }
同步語句塊：synchronized (共享對象名) { ... }
不能修飾構造函數、抽象方法、成員變量

下面咱們來看個簡單的demo：

//Data 共享數據
public class Data {

    private static int count = 0;

    public static int getCount() {
        return count;
    }

    public static void add() {
        count++;
    }

}

//Counter 操做共享數據
public class Counter {

    public synchronized void count() {
        Data.add();
        System.out.println("current count = " + Data.getCount());
    }

}

//MyThread
public class MyThread extends Thread {

    private Counter counter;

    public MyThread(Counter counter) {
        this.counter = counter;
    }

    @Override
    public void run() {
        for(int i = 0; i < 50; i++) {
            counter.count();
        }
    }

}


//Test
public class Test {
    public static void main(String[] args) {
        Counter counter1 = new Counter();
        Counter counter2 = new Counter();

        Thread t1 = new MyThread(counter1);
        Thread t2 = new MyThread(counter2);
        t1.start();
        t2.start();
    }
}

//輸出結果示例
...
current count = 2
current count = 2
current count = 3
current count = 4
current count = 5
current count = 6
current count = 7
...

 
     
   
 
         x 
        

             
         
//Data 共享數據
public class Data {
    private static int count = 0;
    public static int getCount() {
        return count;
    }
    public static void add() {
        count++;
    }
}
//Counter 操做共享數據
public class Counter {
    public synchronized void count() {
        Data.add();
        System.out.println("current count = " + Data.getCount());
    }
}
//MyThread
public class MyThread extends Thread {
    private Counter counter;
    public MyThread(Counter counter) {
        this.counter = counter;
    }
    @Override
    public void run() {
        for(int i = 0; i < 50; i++) {
            counter.count();
        }
    }
}
//Test
public class Test {
    public static void main(String[] args) {
        Counter counter1 = new Counter();
        Counter counter2 = new Counter();
        Thread t1 = new MyThread(counter1);
        Thread t2 = new MyThread(counter2);
        t1.start();
        t2.start();
    }
}
//輸出結果示例
...
current count = 2
current count = 2
current count = 3
current count = 4
current count = 5
current count = 6
current count = 7
...

如上例中，能夠看到在 Counter 類的 count() 方法咱們已經加上了 synchronized 關鍵字，該方法會將共享數據 Data.count 自增，而後進行打印輸出。可是，咱們發現輸出的結果顯示，count 居然有重複，這意味着數據出現了髒讀，咱們在打印前，有其餘線程對共享數據再次進行了修改！鎖機制無效，爲何？

由於 synchronized 取得的鎖是對象鎖，而不是把一段代碼或方法當成鎖。這意味着，要實現同步，即某線程執行，其餘線程等待，前提是多個線程訪問的是同一個對象。而上例中，顯然 counter1 和 counter2 是兩個對象，咱們的鎖也就沒有效果。

咱們試着把兩個線程的 Counter 類統一下，鎖機制就如咱們所願了：

//Test
public class Test {
    public static void main(String[] args) {
        Counter counter = new Counter();
        Thread t1 = new MyThread(counter);
        Thread t2 = new MyThread(counter);
        t1.start();
        t2.start();
    }
}

//輸出結果示例
current count = 1
current count = 2
current count = 3
current count = 4
current count = 5
current count = 6
current count = 7
current count = 8
...

 
     
   

             
         
//Test
public class Test {
    public static void main(String[] args) {
        Counter counter = new Counter();
        Thread t1 = new MyThread(counter);
        Thread t2 = new MyThread(counter);
        t1.start();
        t2.start();
    }
}
//輸出結果示例
current count = 1
current count = 2
current count = 3
current count = 4
current count = 5
current count = 6
current count = 7
current count = 8
...