Java Synchronized的使用詳解
1.為什么要使用synchronized
在并發(fā)編程中存在線程安全問(wèn)題，主要原因有：1.存在共享數(shù)據(jù) 2.多線程共同操作共享數(shù)據(jù)。關(guān)鍵字synchronized可以保證在同一時(shí)刻，只有一個(gè)線程可以執(zhí)行某個(gè)方法或某個(gè)代碼塊，同時(shí)synchronized可以保證一個(gè)線程的變化可見(jiàn)（可見(jiàn)性），即可以代替volatile。
2.實(shí)現(xiàn)原理
synchronized可以保證方法或者代碼塊在運(yùn)行時(shí)，同一時(shí)刻只有一個(gè)方法可以進(jìn)入到臨界區(qū)，同時(shí)它還可以保證共享變量的內(nèi)存可見(jiàn)性
3.synchronized的三種應(yīng)用方式
Java中每一個(gè)對(duì)象都可以作為鎖，這是synchronized實(shí)現(xiàn)同步的基礎(chǔ)：
普通同步方法（實(shí)例方法），鎖是當(dāng)前實(shí)例對(duì)象 ，進(jìn)入同步代碼前要獲得當(dāng)前實(shí)例的鎖靜態(tài)同步方法，鎖是當(dāng)前類的class對(duì)象 ，進(jìn)入同步代碼前要獲得當(dāng)前類對(duì)象的鎖同步方法塊，鎖是括號(hào)里面的對(duì)象，對(duì)給定對(duì)象加鎖，進(jìn)入同步代碼庫(kù)前要獲得給定對(duì)象的鎖。
4.synchronized的作用
Synchronized是Java中解決并發(fā)問(wèn)題的一種最常用最簡(jiǎn)單的方法 ，他可以確保線程互斥的訪問(wèn)同步代碼
5.舉栗子
**一、synchronized作用于實(shí)例方法**
①多個(gè)線程訪問(wèn)同一個(gè)對(duì)象的同一個(gè)方法
public class synchronizedTest implements Runnable {
//共享資源
static int i =0;
/**
* synchronized 修飾實(shí)例方法
*/
public synchronized void increase(){
i++;
}
@Override
public void run(){
for (int j =0 ; j<10000;j++){
increase();
}
}
public static void main(String[] args) throws InterruptedException {
synchronizedTest test = new synchronizedTest();
Thread t1 = new Thread(test);
Thread t2 = new Thread(test);
t1.start();
t2.start();
t1.join();
t2.join();
System.out.println(i);
}
}
結(jié)果：
分析：當(dāng)兩個(gè)線程同時(shí)對(duì)一個(gè)對(duì)象的一個(gè)方法進(jìn)行操作，只有一個(gè)線程能夠搶到鎖。因?yàn)橐粋€(gè)對(duì)象只有一把鎖，一個(gè)線程獲取了該對(duì)象的鎖之后，其他線程無(wú)法獲取該對(duì)象的鎖，就不能訪問(wèn)該對(duì)象的其他synchronized實(shí)例方法，但是可以訪問(wèn)非synchronized修飾的方法
②一個(gè)線程獲取了該對(duì)象的鎖之后，其他線程來(lái)訪問(wèn)其他synchronized實(shí)例方法現(xiàn)象 舉栗
public class SynchronizedTest {
public synchronized void method1() {
System.out.println("Method 1 start");
try {
System.out.println("Method 1 execute");
Thread.sleep(3000);
} catch (InterruptedException e) {
e.printStackTrace();
}
System.out.println("Method 1 end");
}
public synchronized void method2() {
System.out.println("Method 2 start");
try {
System.out.println("Method 2 execute");
Thread.sleep(1000);
} catch (InterruptedException e) {
e.printStackTrace();
}
System.out.println("Method 2 end");
}
public static void main(String[] args) {
final SynchronizedTest test = new SynchronizedTest();
new Thread(test::method1).start();
new Thread(test::method2).start();
}
}
結(jié)果：
分析：可以看出其他線程來(lái)訪問(wèn)synchronized修飾的其他方法時(shí)需要等待線程1先把鎖釋放
③一個(gè)線程獲取了該對(duì)象的鎖之后，其他線程來(lái)訪問(wèn)其他非synchronized實(shí)例方法現(xiàn)象 舉栗
去掉②中方法二的synchronized
public class SynchronizedTest {
public synchronized void method1() {
System.out.println("Method 1 start");
try {
System.out.println("Method 1 execute");
Thread.sleep(3000);
} catch (InterruptedException e) {
e.printStackTrace();
}
System.out.println("Method 1 end");
}
public void method2() {
System.out.println("Method 2 start");
try {
System.out.println("Method 2 execute");
Thread.sleep(1000);
} catch (InterruptedException e) {
e.printStackTrace();
}
System.out.println("Method 2 end");
}
public static void main(String[] args) {
final SynchronizedTest test = new SynchronizedTest();
new Thread(test::method1).start();
new Thread(test::method2).start();
}
}
結(jié)果：
分析：當(dāng)線程1還在執(zhí)行時(shí)，線程2也執(zhí)行了，所以當(dāng)其他線程來(lái)訪問(wèn)非synchronized修飾的方法時(shí)是可以訪問(wèn)的
④當(dāng)多個(gè)線程作用于不同的對(duì)象
public class SynchronizedTest {
public synchronized void method1() {
System.out.println("Method 1 start");
try {
System.out.println("Method 1 execute");
Thread.sleep(3000);
} catch (InterruptedException e) {
e.printStackTrace();
}
System.out.println("Method 1 end");
}
public synchronized void method2() {
System.out.println("Method 2 start");
try {
System.out.println("Method 2 execute");
Thread.sleep(1000);
} catch (InterruptedException e) {
e.printStackTrace();
}
System.out.println("Method 2 end");
}
public static void main(String[] args) {
final SynchronizedTest test1 = new SynchronizedTest();
final SynchronizedTest test2 = new SynchronizedTest();
new Thread(test1::method1).start();
new Thread(test2::method2).start();
}
}
結(jié)果：
分析：因?yàn)閮蓚€(gè)線程作用于不同的對(duì)象，獲得的是不同的鎖，所以互相并不影響
**此處思考一個(gè)問(wèn)題：為什么分布式環(huán)境下synchronized失效？如何解決這種情況？
****二、synchronized作用于靜態(tài)方法**
public class synchronizedTest implements Runnable {
//共享資源
static int i =0;
/**
* synchronized 修飾實(shí)例方法
*/
public static synchronized void increase(){
i++;
}
@Override
public void run(){
for (int j =0 ; j<10000;j++){
increase();
}
}
public static void main(String[] args) throws InterruptedException {
Thread t1 = new Thread(new synchronizedTest());
Thread t2 = new Thread(new synchronizedTest());
t1.start();
t2.start();
t1.join();
t2.join();
System.out.println(i);
}
結(jié)果：
分析：由例子可知，兩個(gè)線程實(shí)例化兩個(gè)不同的對(duì)象，但是訪問(wèn)的方法是靜態(tài)的，兩個(gè)線程發(fā)生了互斥（即一個(gè)線程訪問(wèn)，另一個(gè)線程只能等著），因?yàn)殪o態(tài)方法是依附于類而不是對(duì)象的，當(dāng)synchronized修飾靜態(tài)方法時(shí)，鎖是class對(duì)象。
**三、synchronized作用于同步代碼塊**
為什么要同步代碼塊呢？在某些情況下，我們編寫的方法體可能比較大，同時(shí)存在一些比較耗時(shí)的操作，而需要同步的代碼又只有一小部分，如果直接對(duì)整個(gè)方法進(jìn)行同步操作，可能會(huì)得不償失，此時(shí)我們可以使用同步代碼塊的方式對(duì)需要同步的代碼進(jìn)行包裹，這樣就無(wú)需對(duì)整個(gè)方法進(jìn)行同步操作了。
public class synchronizedTest implements Runnable {
static synchronizedTest instance=new synchronizedTest();
static int i=0;
@Override
public void run() {
//省略其他耗時(shí)操作....
//使用同步代碼塊對(duì)變量i進(jìn)行同步操作,鎖對(duì)象為instance
synchronized(instance){
for(int j=0;j<10000;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);
}
}
結(jié)果：
分析：將synchronized作用于一個(gè)給定的實(shí)例對(duì)象instance，即當(dāng)前實(shí)例對(duì)象就是鎖對(duì)象，每次當(dāng)線程進(jìn)入synchronized包裹的代碼塊時(shí)就會(huì)要求當(dāng)前線程持有instance實(shí)例對(duì)象鎖，如果當(dāng)前有其他線程正持有該對(duì)象鎖，那么新到的線程就必須等待，這樣也就保證了每次只有一個(gè)線程執(zhí)行i++;操作。當(dāng)然除了instance作為對(duì)象外，我們還可以使用this對(duì)象(代表當(dāng)前實(shí)例)或者當(dāng)前類的class對(duì)象作為鎖，如下代碼：
//this,當(dāng)前實(shí)例對(duì)象鎖
synchronized(this){
for(int j=0;j<1000000;j++){
i++;
}
}
//class對(duì)象鎖
synchronized(AccountingSync.class){
for(int j=0;j<1000000;j++){
i++;
}
}
下一篇將深入介紹Synchronized的實(shí)現(xiàn)原理
到此這篇關(guān)于Java Synchronized的使用詳解的文章就介紹到這了,更多相關(guān)Java Synchronized使用內(nèi)容請(qǐng)搜索腳本之家以前的文章或繼續(xù)瀏覽下面的相關(guān)文章希望大家以后多多支持腳本之家！
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