JAVA線程安全之synchronized關鍵字的正確用法

時間 2019-12-06

標籤 java 線程安全 synchronized 關鍵字正確用法欄目 Java 简体版

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JAVA線程安全關於synchronized關鍵字的用法，今天才知道原來我一直錯了。覺得用了synchronized關鍵字包住了代碼就能夠線程同步安全了。java

測試了下。發現是徹底的錯了。synchronized必須正確的使用纔是真正的線程安全。。。雖然知道這種寫法，一直覺得卻因爲懶而用了錯誤的方法。程序員

看來基礎尚未打好。仍需複習增強！工做中犯這種錯誤是不可原諒的，要知道使用synchronized關鍵字的地方都是數據敏感的！汗一把。。。數組

先貼代碼：安全

[java] view plain copy print ?多線程

package com; 函數
public class ThreadTest { 測試
public static void main(String[] args) { this
MyThread m1 = new MyThread(1); spa
MyThread m2 = new MyThread(2); .net
m1.start();
m2.start();
}
}
final class MyThread extends Thread {
private int val;
public MyThread(int v) {
val = v;
}
//這種作法實際上是非線程安全的
public synchronized void print1(int v) {
for (int i = 0; i < 100; i++) {
System.out.print(v);
}
}
public void print2(int v) {
//線程安全
synchronized (MyThread.class) {
for (int i = 0; i < 100; i++) {
System.out.print(v);
}
}
}
public void run() {
print1(val);
// print2(val);
}
}

仍是爲了偷懶，汗一把。。。程序員老是懶的吧。能少寫就少寫。我把MyThread寫成了一個匿名的最終的內部類，方便調用。它用了最直接的繼承Thread來實現一個線程類，定義須要運行的run()方法。

首先註釋了print2()方法，看看print1()的結果如何。print1()是一個使用了synchronized關鍵字定義的方法，我一直覺得這樣也能夠實現線程安全。卻不知，我錯了。

咱們來直接運行main()方法。控制檯打印結果以下：

1212111121212121212121212121212121212121222222212121212。。。

是一連串1和2交叉打印的結果。而我main方法中是先運行m1再運行m2的，顯示沒有作到線程同步！

[java] view plain copy print ?

MyThread m1 = new MyThread(1);
MyThread m2 = new MyThread(2);
m1.start();
m2.start();

接下來咱們註釋掉run方法中的print1()，運行print2()；

控制檯打印以下：

11111111111111111111111111111111111111111111111111111111111111111111111111111111111111111111111111112222222222222222222222222222222222222222222222222222222222222222222222222222222222222222222222222222

線程果真是安全了，一直覺得也知道這種寫法，但因爲這種寫法代碼稍微多點也就沒怎麼考慮，今天才意識到這種錯誤。看來有時候不懶仍是有好處的。打好基礎很重要。糾正的長期以來的一個錯誤。

下面咱們來看看具體緣由。

synchronized關鍵字能夠做爲函數的修飾符，也可做爲函數內的語句，也就是平時說的同步方法和同步語句塊。若是再細的分類，synchronized可做用於instance變量、object reference（對象引用）、static函數和class literals(類名稱字面常量)身上。
　　在進一步闡述以前，咱們須要明確幾點：
　　A．不管synchronized關鍵字加在方法上仍是對象上，它取得的鎖都是對象，而不是把一段代碼或函數看成鎖――並且同步方法極可能還會被其餘線程的對象訪問。
　　B．每一個對象只有一個鎖（lock）與之相關聯。
　　C．實現同步是要很大的系統開銷做爲代價的，甚至可能形成死鎖，因此儘可能避免無謂的同步控制。
　　接着來討論synchronized用到不一樣地方對代碼產生的影響：
　　假設P一、P2是同一個類的不一樣對象，這個類中定義瞭如下幾種狀況的同步塊或同步方法，P一、P2就均可以調用它們。
　　1．把synchronized看成函數修飾符時，示例代碼以下：

[java] view plain copy print ?

Public synchronized void methodAAA()
{
//….
}

　　這也就是同步方法，那這時synchronized鎖定的是哪一個對象呢？它鎖定的是調用這個同步方法對象。也就是說，當一個對象P1在不一樣的線程中執行這個同步方法時，它們之間會造成互斥，達到同步的效果。可是這個對象所屬的Class所產生的另外一對象P2卻能夠任意調用這個被加了synchronized關鍵字的方法。
　　上邊的示例代碼等同於以下代碼：

[java] view plain copy print ?

public void methodAAA()
{
synchronized (this) // (1)
{
//…..
}
}

　　(1)處的this指的是什麼呢？它指的就是調用這個方法的對象，如P1。可見同步方法實質是將synchronized做用於object reference。――那個拿到了P1對象鎖的線程，才能夠調用P1的同步方法，而對P2而言，P1這個鎖與它絕不相干，程序也可能在這種情形下襬脫同步機制的控制，形成數據混亂！

2．同步塊，示例代碼以下：

[java] view plain copy print ?

public void method3(SomeObject so)
{
synchronized(so)
{
//…..
}
}

　　這時，鎖就是so這個對象，誰拿到這個鎖誰就能夠運行它所控制的那段代碼。當有一個明確的對象做爲鎖時，就能夠這樣寫程序，但當沒有明確的對象做爲鎖，只是想讓一段代碼同步時，能夠建立一個特殊的instance變量（它得是一個對象）來充當鎖：

[java] view plain copy print ?

class Foo implements Runnable
{
private byte[] lock = new byte[0]; // 特殊的instance變量
Public void methodA()
{
synchronized(lock) { //… }
}
//…..
}

　　注：零長度的byte數組對象建立起來將比任何對象都經濟――查看編譯後的字節碼：生成零長度的byte[]對象只需3條操做碼，而Object lock = new Object()則須要7行操做碼。
　　3．將synchronized做用於static 函數，示例代碼以下：

[java] view plain copy print ?

Class Foo
{
public synchronized static void methodAAA() // 同步的static 函數
{
//….
}
public void methodBBB()
{
synchronized(Foo.class) // class literal(類名稱字面常量)
}
}

　　代碼中的methodBBB()方法是把class literal做爲鎖的狀況，它和同步的static函數產生的效果是同樣的，取得的鎖很特別，是當前調用這個方法的對象所屬的類（Class，而再也不是由這個Class產生的某個具體對象了）。
　　記得在《Effective Java》一書中看到過將 Foo.class和 P1.getClass()用於做同步鎖還不同，不能用P1.getClass()來達到鎖這個Class的目的。P1指的是由Foo類產生的對象。
　　能夠推斷：若是一個類中定義了一個synchronized的static函數A，也定義了一個synchronized 的instance函數B，那麼這個類的同一對象Obj在多線程中分別訪問A和B兩個方法時，不會構成同步，由於它們的鎖都不同。A方法的鎖是Obj這個對象，而B的鎖是Obj所屬的那個Class。
　　小結以下：
　　搞清楚synchronized鎖定的是哪一個對象，就能幫助咱們設計更安全的多線程程序。
　　還有一些技巧可讓咱們對共享資源的同步訪問更加安全：
　　1．定義private 的instance變量+它的 get方法，而不要定義public/protected的instance變量。若是將變量定義爲public，對象在外界能夠繞過同步方法的控制而直接取得它，並改動它。這也是JavaBean的標準實現方式之一。
　　2．若是instance變量是一個對象，如數組或ArrayList什麼的，那上述方法仍然不安全，由於當外界對象經過get方法拿到這個instance對象的引用後，又將其指向另外一個對象，那麼這個private變量也就變了，豈不是很危險。這個時候就須要將get方法也加上synchronized同步，而且，只返回這個private對象的clone()――這樣，調用端獲得的就是對象副本的引用了。