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一個例子帶你看懂Java中synchronized關鍵字到底怎么用

更新時間：2022年10月05日 10:36:31 作者：wljslmz

synchronized是Java里的一個關鍵字,起到的一個效果是"監(jiān)視器鎖",它的功能就是保證操作的原子性,同時禁止指令重排序和保證內(nèi)存的可見性,下面這篇文章主要給大家介紹了關于如何通過一個例子帶你看懂Java中synchronized關鍵字到底怎么用的相關資料,需要的朋友可以參考下

前言

在平時開發(fā)中，synchronized關鍵字經(jīng)常遇到，你知道synchronized怎么用嗎？本文給大家介紹一下。

我們有兩種方法使用同步：

使用同步方法
使用同步語句或塊

使用同步方法

要使方法同步，只需將synchronized關鍵字添加到其聲明中：

public class SynchronizedDemo {

    private int i = 0;

    public synchronized void add() {
        i++;
    }

    public synchronized void del() {
        i--;
    }

    public synchronized int getValue() {
        return i;
    }
}

如上代碼顯示，一共有三個同步方法：

add()
del()
getValue()

每個方法同一個對象同一時刻只會被調(diào)用一次，比如一個線程在調(diào)用add()時，其他線程都會被阻塞，直到第一個線程處理完add()方法。

使用同步語句或塊

    public void del(int value){

        synchronized(this){
            this.i -= value;
        }
    }

如上代碼，synchronized加在了一個{}代碼前，這個就代表是一個同步代碼塊。

以上就是synchronized關鍵字兩種使用方法，下面我們來簡單的介紹一下同步相關的概念。

什么是同步？

同步是一個控制多個線程訪問任何共享資源的進程，可以避免不一致的結果。使用同步的主要目的是避免線程的不一致行為，防止線程干擾。

在java中可以使用synchronized 關鍵字實現(xiàn)同步的效果，synchronized只能應用于方法和塊，不能應用于變量和類。

為啥需要同步？

首先我們來看一段代碼：

public class SynchronizedDemo {

    int i;

    public void increment() {
        i++;
    }

    public static void main(String[] args) {
        SynchronizedDemo synchronizedDemo = new SynchronizedDemo();
        synchronizedDemo.increment();
        System.out.println("計算值為：" + synchronizedDemo.i);
    }
}

每當調(diào)用increment()方法時計算值都會加1：

調(diào)用2次就會加2，調(diào)用3次就會加3，調(diào)用4次就會加4：

public class SynchronizedDemo {

    int i;

    public void increment() {
        i++;
    }

    public static void main(String[] args) {
        SynchronizedDemo synchronizedDemo = new SynchronizedDemo();
        synchronizedDemo.increment();
        synchronizedDemo.increment();
        synchronizedDemo.increment();
        synchronizedDemo.increment();
        System.out.println("計算值為：" + synchronizedDemo.i);
    }
}

現(xiàn)在我們擴展一下上面的例子，創(chuàng)建一個線程去調(diào)用10次increment()方法：

public class SynchronizedDemo {

    int i;

    public void increment() {
        i++;
    }

    public static void main(String[] args) {
        SynchronizedDemo synchronizedDemo = new SynchronizedDemo();
        Thread thread = new Thread(() -> {
            for (int i = 1; i <= 10; i++) {
                synchronizedDemo.increment();
            }
        });
        thread.start();
        try {
            thread.join();
        } catch (InterruptedException e) {
            e.printStackTrace();
        }
        System.out.println("計算值為：" + synchronizedDemo.i);
    }
}

此時計算的結果正如我們預料的那樣，結果為10.

這是單線程的情況，一切都是如此的美好，但是事實真的如此嗎？如果是多線程環(huán)境，會是什么樣的？

下面我們來演示一下多線程的情況！

public class SynchronizedDemo {

    int i;

    public void increment() {
        i++;
    }

    public static void main(String[] args) {
        SynchronizedDemo synchronizedDemo = new SynchronizedDemo();

        Thread thread1 = new Thread(() -> {
            for (int i = 1; i <= 1000; i++) {
                synchronizedDemo.increment();
            }
        });

        Thread thread2 = new Thread(() -> {
            for (int i = 1; i <= 1000; i++) {
                synchronizedDemo.increment();
            }
        });

        thread1.start();
        thread2.start();
        try {
            thread1.join();
            thread2.join();
        } catch (InterruptedException e) {
            e.printStackTrace();
        }
        System.out.println("計算值為：" + synchronizedDemo.i);
    }
}

如上代碼，我們創(chuàng)建了兩個線程 thread1 和 thread2，每個線程調(diào)用1000次increment()，理論上最終打印的值應該是2000，因為thread1調(diào)用increment()1000次后值會變成1000，thread2調(diào)用increment()1000次后值會變成2000.

我們執(zhí)行一下，看看結果：

結果和我們想的不一樣，小于2000，我們再執(zhí)行一下：

結果還是小于2000.

這是為什么呢？

因為多線程支持并行處理，因此，兩個線程總是有可能同時獲取計數(shù)器的值，因此都得到相同的計數(shù)器值，所以在這種情況下，不是遞增計數(shù)器的值兩次，只增加一次。

那么，如何避免這種情況呢？

使用 synchronized 關鍵字即可解決。

我們只需要將increment()方法加上synchronized就可以了：

public class SynchronizedDemo {

    int i;

    public synchronized void increment() {
        i++;
    }

    public static void main(String[] args) {
        SynchronizedDemo synchronizedDemo = new SynchronizedDemo();

        Thread thread1 = new Thread(() -> {
            for (int i = 1; i <= 1000; i++) {
                synchronizedDemo.increment();
            }
        });

        Thread thread2 = new Thread(() -> {
            for (int i = 1; i <= 1000; i++) {
                synchronizedDemo.increment();
            }
        });

        thread1.start();
        thread2.start();
        try {
            thread1.join();
            thread2.join();
        } catch (InterruptedException e) {
            e.printStackTrace();
        }
        System.out.println("計算值為：" + synchronizedDemo.i);
    }
}

這個時候我們再執(zhí)行一下：

可以看到，值為2000.

我們把計算次數(shù)提高到10000次：

public class SynchronizedDemo {

    int i;

    public synchronized void increment() {
        i++;
    }

    public static void main(String[] args) {
        SynchronizedDemo synchronizedDemo = new SynchronizedDemo();

        Thread thread1 = new Thread(() -> {
            for (int i = 1; i <= 10000; i++) {
                synchronizedDemo.increment();
            }
        });

        Thread thread2 = new Thread(() -> {
            for (int i = 1; i <= 10000; i++) {
                synchronizedDemo.increment();
            }
        });

        thread1.start();
        thread2.start();
        try {
            thread1.join();
            thread2.join();
        } catch (InterruptedException e) {
            e.printStackTrace();
        }
        System.out.println("計算值為：" + synchronizedDemo.i);
    }
}

執(zhí)行結果為：

可以看出，一個小小的synchronized竟然那么簡單的就解決了這個問題。

這個背后的原理就是線程1執(zhí)行increment()方法時，因為有synchronized，所以會自動將此方法加鎖，而此時只有線程1擁有這把鎖，其他線程只能等待，直到線程1釋放這把鎖，線程2才能參與調(diào)用。

同理，當線程2去調(diào)用increment()時，線程2拿到鎖，線程1進入等待，直到線程2釋放鎖，就這樣，直到計算完畢，在此過程中，不會出現(xiàn)計算錯誤的情況。

總結

synchronized 關鍵字是使塊或方法同步的唯一方法。
synchronized 關鍵字提供了鎖的特性，它確保線程之間不會出現(xiàn)競爭條件。被鎖定后，線程只能從主存中讀取數(shù)據(jù)，讀取數(shù)據(jù)后，它會刷新寫操作，然后才能釋放鎖。
synchronized 關鍵字還有助于避免程序語句的重新排序。

到此這篇關于Java中synchronized關鍵字到底怎么用的文章就介紹到這了,更多相關Java中synchronized關鍵字使用內(nèi)容請搜索腳本之家以前的文章或繼續(xù)瀏覽下面的相關文章希望大家以后多多支持腳本之家！

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