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18,线程5-线程的同步与锁

18,线程5-线程的同步与锁

作者: 旅程中 | 来源:发表于2018-10-12 13:52 被阅读9次

    synchronized实现
    修饰实例方法,作用于当前实例加锁,进入同步代码前要获得当前实例的锁

    public class AccountingSync implements Runnable{
        //共享资源(临界资源)
        static int i=0;
    
        /**
         * synchronized 修饰实例方法
         */
        public synchronized void increase(){
            i++;
        }
        @Override
        public void run() {
            for(int j=0;j<1000000;j++){
                increase();
            }
        }
        public static void main(String[] args) throws InterruptedException {
            AccountingSync instance=new AccountingSync();
            Thread t1=new Thread(instance);
            Thread t2=new Thread(instance);
            t1.start();
            t2.start();
            t1.join();
            t2.join();
            System.out.println(i);
        }
        /**
         * 输出结果:
         * 2000000
         */
    }
    

    修饰静态方法,作用于当前类对象加锁,进入同步代码前要获得当前类对象的锁

    public class AccountingSyncClass implements Runnable{
        static int i=0;
    
        /**
         * 作用于静态方法,锁是当前class对象,也就是
         * AccountingSyncClass类对应的class对象
         */
        public static synchronized void increase(){
            i++;
        }
    
        /**
         * 非静态,访问时锁不一样不会发生互斥
         */
        public synchronized void increase4Obj(){
            i++;
        }
    
        @Override
        public void run() {
            for(int j=0;j<1000000;j++){
                increase();
            }
        }
        public static void main(String[] args) throws InterruptedException {
            //new新实例
            Thread t1=new Thread(new AccountingSyncClass());
            //new心事了
            Thread t2=new Thread(new AccountingSyncClass());
            //启动线程
            t1.start();t2.start();
    
            t1.join();t2.join();
            System.out.println(i);
        }
    }
    

    修饰代码块,指定加锁对象,对给定对象加锁,进入同步代码库前要获得给定对象的锁

    public class AccountingSync implements Runnable{
        static AccountingSync instance=new AccountingSync();
        static int i=0;
        @Override
        public void run() {
            //省略其他耗时操作....
            //使用同步代码块对变量i进行同步操作,锁对象为instance
            synchronized(instance){
                for(int j=0;j<1000000;j++){
                        i++;
                  }
            }
        }
        public static void main(String[] args) throws InterruptedException {
            Thread t1=new Thread(instance);
            Thread t2=new Thread(instance);
            t1.start();t2.start();
            t1.join();t2.join();
            System.out.println(i);
        }
    }
    

    synchronized锁住的是代码还是对象
    在Java中,synchronized关键字是用来控制线程同步的,就是在多线程的环境下,控制synchronized代码段不被多个线程同时执行。synchronized既可以加在一段代码上,也可以加在方法上。
    关键是,不要认为给方法或者代码段加上synchronized就万事大吉,看下面一段代码:

    class Sync {
    
        public synchronized void test() {
            System.out.println("test开始..");
            try {
                Thread.sleep(1000);
            } catch (InterruptedException e) {
                e.printStackTrace();
            }
            System.out.println("test结束..");
        }
    }
    
    class MyThread extends Thread {
    
        public void run() {
            Sync sync = new Sync();
            sync.test();
        }
    }
    
    public class Main {
    
        public static void main(String[] args) {
            for (int i = 0; i < 3; i++) {
                Thread thread = new MyThread();
                thread.start();
            }
        }
    }
    

    运行结果: test开始.. test开始.. test开始.. test结束.. test结束.. test结束..
    可以看出来,上面的程序起了三个线程,同时运行Sync类中的test()方法,虽然test()方法加上了synchronized,但是还是同时运行起来,貌似synchronized没起作用。
    将test()方法上的synchronized去掉,在方法内部加上synchronized(this):

    public void test() {
        synchronized(this){
            System.out.println("test开始..");
            try {
                Thread.sleep(1000);
            } catch (InterruptedException e) {
                e.printStackTrace();
            }
            System.out.println("test结束..");
        }
    }
    

    运行结果: test开始.. test开始.. test开始.. test结束.. test结束.. test结束..
    一切还是这么平静,没有看到synchronized起到作用。
    实际上,synchronized(this)以及非static的synchronized方法(至于static synchronized方法请往下看),只能防止多个线程同时执行同一个对象的同步代码段。
    回到本文的题目上:synchronized锁住的是代码还是对象。答案是:synchronized锁住的是括号里的对象,而不是代码。对于非static的synchronized方法,锁的就是对象本身也就是this。
    当synchronized锁住一个对象后,别的线程如果也想拿到这个对象的锁,就必须等待这个线程执行完成释放锁,才能再次给对象加锁,这样才达到线程同步的目的。即使两个不同的代码段,都要锁同一个对象,那么这两个代码段也不能在多线程环境下同时运行。
    所以我们在用synchronized关键字的时候,能缩小代码段的范围就尽量缩小,能在代码段上加同步就不要再整个方法上加同步。这叫减小锁的粒度,使代码更大程度的并发。原因是基于以上的思想,锁的代码段太长了,别的线程是不是要等很久,等的花儿都谢了。当然这段是题外话,与本文核心思想并无太大关联。
    再看上面的代码,每个线程中都new了一个Sync类的对象,也就是产生了三个Sync对象,由于不是同一个对象,所以可以多线程同时运行synchronized方法或代码段。
    为了验证上述的观点,修改一下代码,让三个线程使用同一个Sync的对象。

    class MyThread extends Thread {
    
        private Sync sync;
    
        public MyThread(Sync sync) {
            this.sync = sync;
        }
    
        public void run() {
            sync.test();
        }
    }
    
    public class Main {
    
        public static void main(String[] args) {
            Sync sync = new Sync();
            for (int i = 0; i < 3; i++) {
                Thread thread = new MyThread(sync);
                thread.start();
            }
        }
    }
    

    运行结果: test开始.. test结束.. test开始.. test结束.. test开始.. test结束..
    可以看到,此时的synchronized就起了作用。
    那么,如果真的想锁住这段代码,要怎么做?也就是,如果还是最开始的那段代码,每个线程new一个Sync对象,怎么才能让test方法不会被多线程执行。
    解决也很简单,只要锁住同一个对象不就行了。例如,synchronized后的括号中锁同一个固定对象,这样就行了。这样是没问题,但是,比较多的做法是让synchronized锁这个类对应的Class对象。

    class Sync {
    
        public void test() {
            synchronized (Sync.class) {
                System.out.println("test开始..");
                try {
                    Thread.sleep(1000);
                } catch (InterruptedException e) {
                    e.printStackTrace();
                }
                System.out.println("test结束..");
            }
        }
    }
    
    class MyThread extends Thread {
    
        public void run() {
            Sync sync = new Sync();
            sync.test();
        }
    }
    
    public class Main {
    
        public static void main(String[] args) {
            for (int i = 0; i < 3; i++) {
                Thread thread = new MyThread();
                thread.start();
            }
        }
    }
    

    运行结果: test开始.. test结束.. test开始.. test结束.. test开始.. test结束..
    上面代码用synchronized(Sync.class)实现了全局锁的效果。
    static synchronized方法,static方法可以直接类名加方法名调用,方法中无法使用this,所以它锁的不是this,而是类的Class对象,所以,static synchronized方法也相当于全局锁,相当于锁住了代码段。

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