（轉）java synchronised關鍵字

時間  2019-11-18
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Java 多線程（六） synchronized關鍵字詳解

Java 多線程（六） synchronized關鍵字詳解

　　多線程的同步機制對資源進行加鎖，使得在同一個時間，只有一個線程能夠進行操做，同步用以解決多個線程同時訪問時可能出現的問題。java

　　同步機制可使用synchronized關鍵字實現。api

　　當synchronized關鍵字修飾一個方法的時候，該方法叫作同步方法。多線程

　　當synchronized方法執行完或發生異常時，會自動釋放鎖。併發

　　下面經過一個例子來對synchronized關鍵字的用法進行解析。　　oracle

 

1.是否使用synchronized關鍵字的不一樣

複製代碼 
public class ThreadTest
{
    public static void main(String[] args)
    {
        Example example = new Example();

        Thread t1 = new Thread1(example);
        Thread t2 = new Thread1(example);

        t1.start();
        t2.start();
    }

}

class Example
{
    public synchronized void execute()
    {
        for (int i = 0; i < 10; ++i)
        {
            try
            {
                Thread.sleep(500);
            }
            catch (InterruptedException e)
            {
                e.printStackTrace();
            }
            System.out.println("Hello: " + i);
        }
    }

}

class Thread1 extends Thread
{
    private Example example;

    public Thread1(Example example)
    {
        this.example = example;
    }

    @Override
    public void run()
    {
        example.execute();
    }

}
複製代碼

 

　　是否在execute()方法前加上synchronized關鍵字，這個例子程序的執行結果會有很大的不一樣。dom

　　若是不加synchronized關鍵字，則兩個線程同時執行execute()方法，輸出是兩組併發的。ide

　　若是加上synchronized關鍵字，則會先輸出一組0到9，而後再輸出下一組，說明兩個線程是順次執行的。post

 

2.多個方法的多線程狀況

　　將程序改動一下，Example類中再加入一個方法execute2()。this

　　以後再寫一個線程類Thread2，Thread2中的run()方法執行的是execute2()。Example類中的兩個方法都是被synchronized關鍵字修飾的。

複製代碼 
public class ThreadTest
{
    public static void main(String[] args)
    {
        Example example = new Example();

        Thread t1 = new Thread1(example);
        Thread t2 = new Thread2(example);

        t1.start();
        t2.start();
    }

}

class Example
{
    public synchronized void execute()
    {
        for (int i = 0; i < 20; ++i)
        {
            try
            {
                Thread.sleep((long) Math.random() * 1000);
            }
            catch (InterruptedException e)
            {
                e.printStackTrace();
            }
            System.out.println("Hello: " + i);
        }
    }

    public synchronized void execute2()
    {
        for (int i = 0; i < 20; ++i)
        {
            try
            {
                Thread.sleep((long) Math.random() * 1000);
            }
            catch (InterruptedException e)
            {
                e.printStackTrace();
            }
            System.out.println("World: " + i);
        }
    }

}

class Thread1 extends Thread
{
    private Example example;

    public Thread1(Example example)
    {
        this.example = example;
    }

    @Override
    public void run()
    {
        example.execute();
    }

}

class Thread2 extends Thread
{
    private Example example;

    public Thread2(Example example)
    {
        this.example = example;
    }

    @Override
    public void run()
    {
        example.execute2();
    }

}
複製代碼

 　　若是去掉synchronized關鍵字，則兩個方法併發執行，並無相互影響。

　　可是如例子程序中所寫，即使是兩個方法：

　　執行結果永遠是執行完一個線程的輸出再執行另外一個線程的。　　

　　說明：

　　若是一個對象有多個synchronized方法，某一時刻某個線程已經進入到了某個synchronized方法，那麼在該方法沒有執行完畢前，其餘線程是沒法訪問該對象的任何synchronized方法的。

　　結論：

　　當synchronized關鍵字修飾一個方法的時候，該方法叫作同步方法。

　　Java中的每一個對象都有一個鎖（lock），或者叫作監視器（monitor），當一個線程訪問某個對象的synchronized方法時，將該對象上鎖，其餘任何線程都沒法再去訪問該對象的synchronized方法了（這裏是指全部的同步方法，而不單單是同一個方法），直到以前的那個線程執行方法完畢後（或者是拋出了異常），纔將該對象的鎖釋放掉，其餘線程纔有可能再去訪問該對象的synchronized方法。

　　注意這時候是給對象上鎖，若是是不一樣的對象，則各個對象之間沒有限制關係。

　　嘗試在代碼中構造第二個線程對象時傳入一個新的Example對象，則兩個線程的執行之間沒有什麼制約關係。

 

3.考慮靜態的同步方法

　　當一個synchronized關鍵字修飾的方法同時又被static修飾，以前說過，非靜態的同步方法會將對象上鎖，可是靜態方法不屬於對象，而是屬於類，它會將這個方法所在的類的Class對象上鎖。

　　一個類無論生成多少個對象，它們所對應的是同一個Class對象。

例子程序3

 

　　因此若是是靜態方法的狀況（execute()和execute2()都加上static關鍵字），即使是向兩個線程傳入不一樣的Example對象，這兩個線程仍然是互相制約的，必須先執行完一個，再執行下一個。

 

　　結論：

　　若是某個synchronized方法是static的，那麼當線程訪問該方法時，它鎖的並非synchronized方法所在的對象，而是synchronized方法所在的類所對應的Class對象。Java中，不管一個類有多少個對象，這些對象會對應惟一一個Class對象，所以當線程分別訪問同一個類的兩個對象的兩個static，synchronized方法時，它們的執行順序也是順序的，也就是說一個線程先去執行方法，執行完畢後另外一個線程纔開始。

 

4. synchronized塊

　　synchronized塊寫法：

　　synchronized(object)

　　{　     

　　}

　　表示線程在執行的時候會將object對象上鎖。（注意這個對象能夠是任意類的對象，也可使用this關鍵字）。

　　這樣就能夠自行規定上鎖對象。　

　

複製代碼 
public class ThreadTest
{
    public static void main(String[] args)
    {
        Example example = new Example();

        Thread t1 = new Thread1(example);
        Thread t2 = new Thread2(example);

        t1.start();
        t2.start();
    }

}

class Example
{
    private Object object = new Object();

    public void execute()
    {
        synchronized (object)
        {
            for (int i = 0; i < 20; ++i)
            {
                try
                {
                    Thread.sleep((long) Math.random() * 1000);
                }
                catch (InterruptedException e)
                {
                    e.printStackTrace();
                }
                System.out.println("Hello: " + i);
            }

        }

    }

    public void execute2()
    {
        synchronized (object)
        {
            for (int i = 0; i < 20; ++i)
            {
                try
                {
                    Thread.sleep((long) Math.random() * 1000);
                }
                catch (InterruptedException e)
                {
                    e.printStackTrace();
                }
                System.out.println("World: " + i);
            }

        }

    }

}

class Thread1 extends Thread
{
    private Example example;

    public Thread1(Example example)
    {
        this.example = example;
    }

    @Override
    public void run()
    {
        example.execute();
    }

}

class Thread2 extends Thread
{
    private Example example;

    public Thread2(Example example)
    {
        this.example = example;
    }

    @Override
    public void run()
    {
        example.execute2();
    }

}
複製代碼

　　例子程序4所達到的效果和例子程序2的效果同樣，都是使得兩個線程的執行順序進行，而不是併發進行，當一個線程執行時，將object對象鎖住，另外一個線程就不能執行對應的塊。

　　synchronized方法實際上等同於用一個synchronized塊包住方法中的全部語句，而後在synchronized塊的括號中傳入this關鍵字。固然，若是是靜態方法，須要鎖定的則是class對象。

　　

　　可能一個方法中只有幾行代碼會涉及到線程同步問題，因此synchronized塊比synchronized方法更加細粒度地控制了多個線程的訪問，只有synchronized塊中的內容不能同時被多個線程所訪問，方法中的其餘語句仍然能夠同時被多個線程所訪問（包括synchronized塊以前的和以後的）。

　　注意：被synchronized保護的數據應該是私有的。

　　結論：

　　synchronized方法是一種粗粒度的併發控制，某一時刻，只能有一個線程執行該synchronized方法；

　　synchronized塊則是一種細粒度的併發控制，只會將塊中的代碼同步，位於方法內、synchronized塊以外的其餘代碼是能夠被多個線程同時訪問到的。

 

JDK 5.0的併發包

　　使用synchronized關鍵字解決線程的同步問題會帶來一些執行效率上的問題。

　　JDK1.4及以前是沒法避免這些問題的。

　　JDK 5.0引入了這樣一個包：java.util.concurrent：

　　http://docs.oracle.com/javase/7/docs/api/java/util/concurrent/package-frame.html

　　專門解決這一問題。

　　限於篇幅，這裏再也不介紹。

 

參考資料

　　聖思園張龍老師Java SE系列視頻教程。

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