Java synchronized關(guān)鍵_動(dòng)力節(jié)點(diǎn)Java學(xué)院整理
synchronized原理
在java中，每一個(gè)對(duì)象有且僅有一個(gè)同步鎖。這也意味著，同步鎖是依賴于對(duì)象而存在。
當(dāng)我們調(diào)用某對(duì)象的synchronized方法時(shí)，就獲取了該對(duì)象的同步鎖。例如，synchronized(obj)就獲取了“obj這個(gè)對(duì)象”的同步鎖。
不同線程對(duì)同步鎖的訪問是互斥的。也就是說，某時(shí)間點(diǎn)，對(duì)象的同步鎖只能被一個(gè)線程獲取到！通過同步鎖，我們就能在多線程中，實(shí)現(xiàn)對(duì)“對(duì)象/方法”的互斥訪問。 例如，現(xiàn)在有兩個(gè)線程A和線程B，它們都會(huì)訪問“對(duì)象obj的同步鎖”。假設(shè)，在某一時(shí)刻，線程A獲取到“obj的同步鎖”并在執(zhí)行一些操作；而此時(shí)，線程B也企圖獲取“obj的同步鎖” —— 線程B會(huì)獲取失敗，它必須等待，直到線程A釋放了“該對(duì)象的同步鎖”之后線程B才能獲取到“obj的同步鎖”從而才可以運(yùn)行。
synchronized基本規(guī)則
我們將synchronized的基本規(guī)則總結(jié)為下面3條，并通過實(shí)例對(duì)它們進(jìn)行說明。
第一條: 當(dāng)一個(gè)線程訪問“某對(duì)象”的“synchronized方法”或者“synchronized代碼塊”時(shí)，其他線程對(duì)“該對(duì)象”的該“synchronized方法”或者“synchronized代碼塊”的訪問將被阻塞。
第二條: 當(dāng)一個(gè)線程訪問“某對(duì)象”的“synchronized方法”或者“synchronized代碼塊”時(shí)，其他線程仍然可以訪問“該對(duì)象”的非同步代碼塊。
第三條: 當(dāng)一個(gè)線程訪問“某對(duì)象”的“synchronized方法”或者“synchronized代碼塊”時(shí)，其他線程對(duì)“該對(duì)象”的其他的“synchronized方法”或者“synchronized代碼塊”的訪問將被阻塞。
第一條
當(dāng)一個(gè)線程訪問“某對(duì)象”的“synchronized方法”或者“synchronized代碼塊”時(shí)，其他線程對(duì)“該對(duì)象”的該“synchronized方法”或者“synchronized代碼塊”的訪問將被阻塞。
下面是“synchronized代碼塊”對(duì)應(yīng)的演示程序。
class MyRunable implements Runnable {
@Override
public void run() {
synchronized(this) {
try {
for (int i = 0; i < 5; i++) {
Thread.sleep(); // 休眠ms
System.out.println(Thread.currentThread().getName() + " loop " + i);
}
} catch (InterruptedException ie) {
}
}
}
}
public class Demo_ {
public static void main(String[] args) {
Runnable demo = new MyRunable(); // 新建“Runnable對(duì)象”
Thread t1 = new Thread(demo, "t1"); // 新建“線程t1”, t1是基于demo這個(gè)Runnable對(duì)象
Thread t2 = new Thread(demo, "t2"); // 新建“線程t2”, t2是基于demo這個(gè)Runnable對(duì)象
t.start(); // 啟動(dòng)“線程t”
t.start(); // 啟動(dòng)“線程t”
}
}
運(yùn)行結(jié)果：
t1 loop 0
t1 loop 1
t1 loop 2
t1 loop 3
t1 loop 4
t2 loop 0
t2 loop 1
t2 loop 2
t2 loop 3
t2 loop 4
結(jié)果說明：
run()方法中存在“synchronized(this)代碼塊”，而且t1和t2都是基于"demo這個(gè)Runnable對(duì)象"創(chuàng)建的線程。這就意味著，我們可以將synchronized(this)中的this看作是“demo這個(gè)Runnable對(duì)象”；因此，線程t1和t2共享“demo對(duì)象的同步鎖”。所以，當(dāng)一個(gè)線程運(yùn)行的時(shí)候，另外一個(gè)線程必須等待“運(yùn)行線程”釋放“demo的同步鎖”之后才能運(yùn)行。
如果你確認(rèn)，你搞清楚這個(gè)問題了。那我們將上面的代碼進(jìn)行修改，然后再運(yùn)行看看結(jié)果怎么樣，看看你是否會(huì)迷糊。修改后的源碼如下：
class MyThread extends Thread {
public MyThread(String name) {
super(name);
}
@Override
public void run() {
synchronized(this) {
try {
for (int i = 0; i < 5; i++) {
Thread.sleep(100); // 休眠100ms
System.out.println(Thread.currentThread().getName() + " loop " + i);
}
} catch (InterruptedException ie) {
}
}
}
}
public class Demo1_2 {
public static void main(String[] args) {
Thread t1 = new MyThread("t1"); // 新建“線程t1”
Thread t2 = new MyThread("t2"); // 新建“線程t2”
t.start(); // 啟動(dòng)“線程t”
t.start(); // 啟動(dòng)“線程t”
}
}
代碼說明：
比較Demo1_2 和 Demo1_1，我們發(fā)現(xiàn)，Demo1_2中的MyThread類是直接繼承于Thread，而且t1和t2都是MyThread子線程。
幸運(yùn)的是，在“Demo1_2的run()方法”也調(diào)用了synchronized(this)，正如“Demo1_1的run()方法”也調(diào)用了synchronized(this)一樣！
那么，Demo1_2的執(zhí)行流程是不是和Demo1_1一樣呢？
運(yùn)行結(jié)果：
t1 loop 0
t2 loop 0
t1 loop 1
t2 loop 1
t1 loop 2
t2 loop 2
t1 loop 3
t2 loop 3
t1 loop 4
t2 loop 4
結(jié)果說明：
如果這個(gè)結(jié)果一點(diǎn)也不令你感到驚訝，那么我相信你對(duì)synchronized和this的認(rèn)識(shí)已經(jīng)比較深刻了。否則的話，請(qǐng)繼續(xù)閱讀這里的分析。
synchronized(this)中的this是指“當(dāng)前的類對(duì)象”，即synchronized(this)所在的類對(duì)應(yīng)的當(dāng)前對(duì)象。它的作用是獲取“當(dāng)前對(duì)象的同步鎖”。
對(duì)于Demo1_2中，synchronized(this)中的this代表的是MyThread對(duì)象，而t1和t2是兩個(gè)不同的MyThread對(duì)象，因此t1和t2在執(zhí)行synchronized(this)時(shí)，獲取的是不同對(duì)象的同步鎖。對(duì)于Demo1_1對(duì)而言，synchronized(this)中的this代表的是MyRunable對(duì)象；t1和t2共同一個(gè)MyRunable對(duì)象，因此，一個(gè)線程獲取了對(duì)象的同步鎖，會(huì)造成另外一個(gè)線程等待。
第二條
當(dāng)一個(gè)線程訪問“某對(duì)象”的“synchronized方法”或者“synchronized代碼塊”時(shí)，其他線程仍然可以訪問“該對(duì)象”的非同步代碼塊。
下面是“synchronized代碼塊”對(duì)應(yīng)的演示程序。
class Count {
// 含有synchronized同步塊的方法
public void synMethod() {
synchronized(this) {
try {
for (int i = 0; i < 5; i++) {
Thread.sleep(100); // 休眠100ms
System.out.println(Thread.currentThread().getName() + " synMethod loop " + i);
}
} catch (InterruptedException ie) {
}
}
}
// 非同步的方法
public void nonSynMethod() {
try {
for (int i = 0; i < 5; i++) {
Thread.sleep(100);
System.out.println(Thread.currentThread().getName() + " nonSynMethod loop " + i);
}
} catch (InterruptedException ie) {
}
}
}
public class Demo {
public static void main(String[] args) {
final Count count = new Count();
// 新建t, t會(huì)調(diào)用“count對(duì)象”的synMethod()方法
Thread t = new Thread(
new Runnable() {
@Override
public void run() {
count.synMethod();
}
}, "t1");
// 新建t2, t2會(huì)調(diào)用“count對(duì)象”的nonSynMethod()方法
Thread t2 = new Thread(
new Runnable() {
@Override
public void run() {
count.nonSynMethod();
}
}, "t2");
t1.start(); // 啟動(dòng)t1
t2.start(); // 啟動(dòng)t2
}
}
運(yùn)行結(jié)果：
t1 synMethod loop 0
t2 nonSynMethod loop 0
t1 synMethod loop 1
t2 nonSynMethod loop 1
t1 synMethod loop 2
t2 nonSynMethod loop 2
t1 synMethod loop 3
t2 nonSynMethod loop 3
t1 synMethod loop 4
t2 nonSynMethod loop 4
結(jié)果說明：
主線程中新建了兩個(gè)子線程t1和t2。t1會(huì)調(diào)用count對(duì)象的synMethod()方法，該方法內(nèi)含有同步塊；而t2則會(huì)調(diào)用count對(duì)象的nonSynMethod()方法，該方法不是同步方法。t1運(yùn)行時(shí)，雖然調(diào)用synchronized(this)獲取“count的同步鎖”；但是并沒有造成t2的阻塞，因?yàn)閠2沒有用到“count”同步鎖。
第三條
當(dāng)一個(gè)線程訪問“某對(duì)象”的“synchronized方法”或者“synchronized代碼塊”時(shí)，其他線程對(duì)“該對(duì)象”的其他的“synchronized方法”或者“synchronized代碼塊”的訪問將被阻塞。
我們將上面的例子中的nonSynMethod()方法體的也用synchronized(this)修飾。修改后的源碼如下：
class Count {
// 含有synchronized同步塊的方法
public void synMethod() {
synchronized(this) {
try {
for (int i = 0; i < 5; i++) {
Thread.sleep(); // 休眠ms
System.out.println(Thread.currentThread().getName() + " synMethod loop " + i);
}
} catch (InterruptedException ie) {
}
}
}
// 也包含synchronized同步塊的方法
public void nonSynMethod() {
synchronized(this) {
try {
for (int i = 0; i < 5; i++) {
Thread.sleep(100);
System.out.println(Thread.currentThread().getName() + " nonSynMethod loop " + i);
}
} catch (InterruptedException ie) {
}
}
}
}
public class Demo3 {
public static void main(String[] args) {
final Count count = new Count();
// 新建t1, t1會(huì)調(diào)用“count對(duì)象”的synMethod()方法
Thread t1 = new Thread(
new Runnable() {
@Override
public void run() {
count.synMethod();
}
}, "t1");
// 新建t2, t2會(huì)調(diào)用“count對(duì)象”的nonSynMethod()方法
Thread t2 = new Thread(
new Runnable() {
@Override
public void run() {
count.nonSynMethod();
}
}, "t2");
t1.start(); // 啟動(dòng)t1
t2.start(); // 啟動(dòng)t2
}
}
運(yùn)行結(jié)果：
t1 synMethod loop 0
t1 synMethod loop 1
t1 synMethod loop 2
t1 synMethod loop 3
t1 synMethod loop 4
t2 nonSynMethod loop 0
t2 nonSynMethod loop 1
t2 nonSynMethod loop 2
t2 nonSynMethod loop 3
t2 nonSynMethod loop 4
結(jié)果說明：
主線程中新建了兩個(gè)子線程t1和t2。t1和t2運(yùn)行時(shí)都調(diào)用synchronized(this)，這個(gè)this是Count對(duì)象(count)，而t1和t2共用count。因此，在t1運(yùn)行時(shí)，t2會(huì)被阻塞，等待t1運(yùn)行釋放“count對(duì)象的同步鎖”，t2才能運(yùn)行。
synchronized方法 和 synchronized代碼塊
“synchronized方法”是用synchronized修飾方法，而 “synchronized代碼塊”則是用synchronized修飾代碼塊。
synchronized方法示例
public synchronized void foo1() {
System.out.println("synchronized methoed");
}
synchronized代碼塊
public void foo2() {
synchronized (this) {
System.out.println("synchronized methoed");
}
}
synchronized代碼塊中的this是指當(dāng)前對(duì)象。也可以將this替換成其他對(duì)象，例如將this替換成obj，則foo2()在執(zhí)行synchronized(obj)時(shí)就獲取的是obj的同步鎖。
synchronized代碼塊可以更精確的控制沖突限制訪問區(qū)域，有時(shí)候表現(xiàn)更高效率。下面通過一個(gè)示例來演示：
// Demo4.java的源碼
public class Demo4 {
public synchronized void synMethod() {
for(int i=0; i<1000000; i++)
;
}
public void synBlock() {
synchronized( this ) {
for(int i=0; i<1000000; i++)
;
}
}
public static void main(String[] args) {
Demo4 demo = new Demo4();
long start, diff;
start = System.currentTimeMillis(); // 獲取當(dāng)前時(shí)間(millis)
demo.synMethod(); // 調(diào)用“synchronized方法”
diff = System.currentTimeMillis() - start; // 獲取“時(shí)間差值”
System.out.println("synMethod() : "+ diff);
start = System.currentTimeMillis(); // 獲取當(dāng)前時(shí)間(millis)
demo.synBlock(); // 調(diào)用“synchronized方法塊”
diff = System.currentTimeMillis() - start; // 獲取“時(shí)間差值”
System.out.println("synBlock() : "+ diff);
}
}
(某一次)執(zhí)行結(jié)果：
synMethod() : 11
synBlock() : 3
實(shí)例鎖 和 全局鎖
實(shí)例鎖 -- 鎖在某一個(gè)實(shí)例對(duì)象上。如果該類是單例，那么該鎖也具有全局鎖的概念。
實(shí)例鎖對(duì)應(yīng)的就是synchronized關(guān)鍵字。
全局鎖 -- 該鎖針對(duì)的是類，無論實(shí)例多少個(gè)對(duì)象，那么線程都共享該鎖。
全局鎖對(duì)應(yīng)的就是static synchronized（或者是鎖在該類的class或者classloader對(duì)象上）。
關(guān)于“實(shí)例鎖”和“全局鎖”有一個(gè)很形象的例子：
pulbic class Something {
public synchronized void isSyncA(){}
public synchronized void isSyncB(){}
public static synchronized void cSyncA(){}
public static synchronized void cSyncB(){}
}
假設(shè)，Something有兩個(gè)實(shí)例x和y。分析下面4組表達(dá)式獲取的鎖的情況。
(01) x.isSyncA()與x.isSyncB()
(02) x.isSyncA()與y.isSyncA()
(03) x.cSyncA()與y.cSyncB()
(04) x.isSyncA()與Something.cSyncA()
(01) 不能被同時(shí)訪問。因?yàn)閕sSyncA()和isSyncB()都是訪問同一個(gè)對(duì)象(對(duì)象x)的同步鎖！
// LockTest1.java的源碼
class Something {
public synchronized void isSyncA(){
try {
for (int i = 0; i < 5; i++) {
Thread.sleep(); // 休眠ms
System.out.println(Thread.currentThread().getName()+" : isSyncA");
}
}catch (InterruptedException ie) {
}
}
public synchronized void isSyncB(){
try {
for (int i = 0; i < 5; i++) {
Thread.sleep(100); // 休眠100ms
System.out.println(Thread.currentThread().getName()+" : isSyncB");
}
}catch (InterruptedException ie) {
}
}
}
public class LockTest {
Something x = new Something();
Something y = new Something();
// 比較(01) x.isSyncA()與x.isSyncB()
private void test1() {
// 新建t11, t11會(huì)調(diào)用 x.isSyncA()
Thread t11 = new Thread(
new Runnable() {
@Override
public void run() {
x.isSyncA();
}
}, "t11");
// 新建t12, t12會(huì)調(diào)用 x.isSyncB()
Thread t12 = new Thread(
new Runnable() {
@Override
public void run() {
x.isSyncB();
}
}, "t12");
t11.start(); // 啟動(dòng)t11
t12.start(); // 啟動(dòng)t12
}
public static void main(String[] args) {
LockTest1 demo = new LockTest1();
demo.test1();
}
}
運(yùn)行結(jié)果：
t11 : isSyncA
t11 : isSyncA
t11 : isSyncA
t11 : isSyncA
t11 : isSyncA
t12 : isSyncB
t12 : isSyncB
t12 : isSyncB
t12 : isSyncB
t12 : isSyncB
(02) 可以同時(shí)被訪問。因?yàn)樵L問的不是同一個(gè)對(duì)象的同步鎖，x.isSyncA()訪問的是x的同步鎖，而y.isSyncA()訪問的是y的同步鎖。
// LockTest2.java的源碼
class Something {
public synchronized void isSyncA(){
try {
for (int i = 0; i < 5; i++) {
Thread.sleep(100); // 休眠100ms
System.out.println(Thread.currentThread().getName()+" : isSyncA");
}
}catch (InterruptedException ie) {
}
}
public synchronized void isSyncB(){
try {
for (int i = 0; i < 5; i++) {
Thread.sleep(100); // 休眠100ms
System.out.println(Thread.currentThread().getName()+" : isSyncB");
}
}catch (InterruptedException ie) {
}
}
public static synchronized void cSyncA(){
try {
for (int i = 0; i < 5; i++) {
Thread.sleep(100); // 休眠100ms
System.out.println(Thread.currentThread().getName()+" : cSyncA");
}
}catch (InterruptedException ie) {
}
}
public static synchronized void cSyncB(){
try {
for (int i = 0; i < 5; i++) {
Thread.sleep(100); // 休眠100ms
System.out.println(Thread.currentThread().getName()+" : cSyncB");
}
}catch (InterruptedException ie) {
}
}
}
public class LockTest2 {
Something x = new Something();
Something y = new Something();
// 比較(02) x.isSyncA()與y.isSyncA()
private void test2() {
// 新建t21, t21會(huì)調(diào)用 x.isSyncA()
Thread t21 = new Thread(
new Runnable() {
@Override
public void run() {
x.isSyncA();
}
}, "t21");
// 新建t22, t22會(huì)調(diào)用 x.isSyncB()
Thread t22 = new Thread(
new Runnable() {
@Override
public void run() {
y.isSyncA();
}
}, "t22");
t21.start(); // 啟動(dòng)t21
t22.start(); // 啟動(dòng)t22
}
public static void main(String[] args) {
LockTest2 demo = new LockTest2();
demo.test2();
}
}
運(yùn)行結(jié)果：
t21 : isSyncA
t22 : isSyncA
t21 : isSyncA
t22 : isSyncA
t21 : isSyncA
t22 : isSyncA
t21 : isSyncA
t22 : isSyncA
t21 : isSyncA
t22 : isSyncA
(03) 不能被同時(shí)訪問。因?yàn)閏SyncA()和cSyncB()都是static類型，x.cSyncA()相當(dāng)于Something.isSyncA()，y.cSyncB()相當(dāng)于Something.isSyncB()，因此它們共用一個(gè)同步鎖，不能被同時(shí)反問。
// LockTest3.java的源碼
class Something {
public synchronized void isSyncA(){
try {
for (int i = 0; i < 5; i++) {
Thread.sleep(); // 休眠ms
System.out.println(Thread.currentThread().getName()+" : isSyncA");
}
}catch (InterruptedException ie) {
}
}
public synchronized void isSyncB(){
try {
for (int i = 0; i < 5; i++) {
Thread.sleep(100); // 休眠100ms
System.out.println(Thread.currentThread().getName()+" : isSyncB");
}
}catch (InterruptedException ie) {
}
}
public static synchronized void cSyncA(){
try {
for (int i = 0; i < 5; i++) {
Thread.sleep(100); // 休眠100ms
System.out.println(Thread.currentThread().getName()+" : cSyncA");
}
}catch (InterruptedException ie) {
}
}
public static synchronized void cSyncB(){
try {
for (int i = 0; i < 5; i++) {
Thread.sleep(100); // 休眠100ms
System.out.println(Thread.currentThread().getName()+" : cSyncB");
}
}catch (InterruptedException ie) {
}
}
}
public class LockTest3 {
Something x = new Something();
Something y = new Something();
// 比較(03) x.cSyncA()與y.cSyncB()
private void test3() {
// 新建t31, t31會(huì)調(diào)用 x.isSyncA()
Thread t31 = new Thread(
new Runnable() {
@Override
public void run() {
x.cSyncA();
}
}, "t31");
// 新建t32, t32會(huì)調(diào)用 x.isSyncB()
Thread t32 = new Thread(
new Runnable() {
@Override
public void run() {
y.cSyncB();
}
}, "t32");
t31.start(); // 啟動(dòng)t31
t32.start(); // 啟動(dòng)t32
}
public static void main(String[] args) {
LockTest3 demo = new LockTest3();
demo.test3();
}
}
運(yùn)行結(jié)果：
t31 : cSyncA
t31 : cSyncA
t31 : cSyncA
t31 : cSyncA
t31 : cSyncA
t32 : cSyncB
t32 : cSyncB
t32 : cSyncB
t32 : cSyncB
t32 : cSyncB
(04) 可以被同時(shí)訪問。因?yàn)閕sSyncA()是實(shí)例方法，x.isSyncA()使用的是對(duì)象x的鎖；而cSyncA()是靜態(tài)方法，Something.cSyncA()可以理解對(duì)使用的是“類的鎖”。因此，它們是可以被同時(shí)訪問的。
// LockTest4.java的源碼
class Something {
public synchronized void isSyncA(){
try {
for (int i = 0; i < 5; i++) {
Thread.sleep(100); // 休眠100ms
System.out.println(Thread.currentThread().getName()+" : isSyncA");
}
}catch (InterruptedException ie) {
}
}
public synchronized void isSyncB(){
try {
for (int i = 0; i < 5; i++) {
Thread.sleep(100); // 休眠100ms
System.out.println(Thread.currentThread().getName()+" : isSyncB");
}
}catch (InterruptedException ie) {
}
}
public static synchronized void cSyncA(){
try {
for (int i = 0; i < 5; i++) {
Thread.sleep(100); // 休眠100ms
System.out.println(Thread.currentThread().getName()+" : cSyncA");
}
}catch (InterruptedException ie) {
}
}
public static synchronized void cSyncB(){
try {
for (int i = 0; i < 5; i++) {
Thread.sleep(100); // 休眠100ms
System.out.println(Thread.currentThread().getName()+" : cSyncB");
}
}catch (InterruptedException ie) {
}
}
}
public class LockTest {
Something x = new Something();
Something y = new Something();
// 比較(04) x.isSyncA()與Something.cSyncA()
private void test4() {
// 新建t41, t41會(huì)調(diào)用 x.isSyncA()
Thread t = new Thread(
new Runnable() {
@Override
public void run() {
x.isSyncA();
}
}, "t41");
// 新建t42, t42會(huì)調(diào)用 x.isSyncB()
Thread t42 = new Thread(
new Runnable() {
@Override
public void run() {
Something.cSyncA();
}
}, "t42");
t41.start(); // 啟動(dòng)t41
t42.start(); // 啟動(dòng)t42
}
public static void main(String[] args) {
LockTest4 demo = new LockTest4();
demo.test4();
}
}
運(yùn)行結(jié)果：
t41 : isSyncA
t42 : cSyncA
t41 : isSyncA
t42 : cSyncA
t41 : isSyncA
t42 : cSyncA
t41 : isSyncA
t42 : cSyncA
t41 : isSyncA
t42 : cSyncA
以上所述是小編給大家介紹的Java synchronized關(guān)鍵，希望對(duì)大家有所幫助，如果大家有任何疑問請(qǐng)給我留言，小編會(huì)及時(shí)回復(fù)大家的。在此也非常感謝大家對(duì)腳本之家網(wǎng)站的支持！
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