快捷導(dǎo)航

深入理解java中的synchronized關(guān)鍵字

更新時(shí)間：2013年12月31日 16:20:22 作者：

這篇文章主要介紹了java中的synchronized關(guān)鍵字，有需要的朋友可以參考一下

synchronized 關(guān)鍵字，代表這個(gè)方法加鎖,相當(dāng)于不管哪一個(gè)線程A每次運(yùn)行到這個(gè)方法時(shí),都要檢查有沒有其它正在用這個(gè)方法的線程B（或者C D等）,有的話要等正在使用這個(gè)方法的線程B（或者C D）運(yùn)行完這個(gè)方法后再運(yùn)行此線程A,沒有的話,直接運(yùn)行它包括兩種用法：synchronized 方法和 synchronized 塊。

1. synchronized 方法：
通過在方法聲明中加入 synchronized關(guān)鍵字來聲明 synchronized 方法。如：　　

復(fù)制代碼代碼如下:

public synchronized void accessVal(int newVal);　

synchronized 方法控制對(duì)類成員變量的訪問：每個(gè)類實(shí)例對(duì)應(yīng)一把鎖，每個(gè) synchronized 方法都必須獲得調(diào)用該方法的類實(shí)例的鎖方能執(zhí)行，否則所屬線程阻塞，方法一旦執(zhí)行，就獨(dú)占該鎖，直到從該方法返回時(shí)才將鎖釋放，此后被阻塞的線程方能獲得該鎖，重新進(jìn)入可執(zhí)行狀態(tài)。這種機(jī)制確保了同一時(shí)刻對(duì)于每一個(gè)類實(shí)例，其所有聲明為 synchronized 的成員函數(shù)中至多只有一個(gè)處于可執(zhí)行狀態(tài)（因?yàn)橹炼嘀挥幸粋€(gè)能夠獲得該類實(shí)例對(duì)應(yīng)的鎖），從而有效避免了類成員變量的訪問沖突（只要所有可能訪問類成員變量的方法均被聲明為 synchronized）?！　≡?Java 中，不光是類實(shí)例，每一個(gè)類也對(duì)應(yīng)一把鎖，這樣我們也可將類的靜態(tài)成員函數(shù)聲明為 synchronized ，以控制其對(duì)類的靜態(tài)成員變量的訪問。　　synchronized 方法的缺陷：若將一個(gè)大的方法聲明為synchronized 將會(huì)大大影響效率，典型地，若將線程類的方法 run()聲明為 synchronized ，由于在線程的整個(gè)生命期內(nèi)它一直在運(yùn)行，因此將導(dǎo)致它對(duì)本類任何 synchronized 方法的調(diào)用都永遠(yuǎn)不會(huì)成功。當(dāng)然我們可以通過將訪問類成員變量的代碼放到專門的方法中，將其聲明為 synchronized ，并在主方法中調(diào)用來解決這一問題，但是 Java 為我們提供了更好的解決辦法，那就是 synchronized 塊。

2. synchronized 塊：
通過 synchronized關(guān)鍵字來聲明synchronized 塊。語法如下：　　

復(fù)制代碼代碼如下:

synchronized(syncObject)
{　　
//允許訪問控制的代碼　　
}　

synchronized 塊是這樣一個(gè)代碼塊，其中的代碼必須獲得對(duì)象 syncObject （如前所述，可以是類實(shí)例或類）的鎖方能執(zhí)行，具體機(jī)制同前所述。由于可以針對(duì)任意代碼塊，且可任意指定上鎖的對(duì)象，故靈活性較高。

對(duì)synchronized (this)的一些理解
一、當(dāng)兩個(gè)并發(fā)線程訪問同一個(gè)對(duì)象object中的這個(gè)synchronized(this)同步代碼塊時(shí)，一個(gè)時(shí)間內(nèi)只能有一個(gè)線程得到執(zhí)行。另一個(gè)線程必須等待當(dāng)前線程執(zhí)行完這個(gè)代碼塊以后才能執(zhí)行該代碼塊?！　?/P>

二、當(dāng)一個(gè)線程訪問object的一個(gè)synchronized(this)同步代碼塊時(shí)，其他線程對(duì)object中所有其它synchronized(this)同步代碼塊的訪問將被阻塞?！　?/P>

三、然而，當(dāng)一個(gè)線程訪問object的一個(gè)synchronized(this)同步代碼塊時(shí)，另一個(gè)線程仍然可以訪問該object中的除synchronized(this)同步代碼塊以外的部分?！?/P>

四、第三個(gè)例子同樣適用其它同步代碼塊。也就是說，當(dāng)一個(gè)線程訪問object的一個(gè)synchronized(this)同步代碼塊時(shí)，它就獲得了這個(gè)object的對(duì)象鎖。結(jié)果，其它線程對(duì)該object對(duì)象所有同步代碼部分的訪問都被暫時(shí)阻塞?！　?/P>

五、以上規(guī)則對(duì)其它對(duì)象鎖同樣適用。

synchronized的一個(gè)簡單例子

復(fù)制代碼代碼如下:

public class TextThread
{
/**
* @param args
*/
public static void main(String[] args)
{
// TODO 自動(dòng)生成方法存根
        TxtThread tt = new TxtThread();
        new Thread(tt).start();
        new Thread(tt).start();
        new Thread(tt).start();
        new Thread(tt).start();
}
}
class TxtThread implements Runnable
{
int num = 100;
String str = new String();
public void run()
{
while (true)
{
   synchronized(str)
   {
   if (num>0)
   {
    try
    {
     Thread.sleep(10);
    }
    catch(Exception e)
    {
     e.getMessage();
    }
    System.out.println(Thread.currentThread().getName()+ "this is "+ num--);
   }
   }
}
}
}

上面的例子中為了制造一個(gè)時(shí)間差,也就是出錯(cuò)的機(jī)會(huì),使用了Thread.sleep(10)Java對(duì)多線程的支持與同步機(jī)制深受大家的喜愛，似乎看起來使用了synchronized關(guān)鍵字就可以輕松地解決多線程共享數(shù)據(jù)同步問題。到底如何？――還得對(duì)synchronized關(guān)鍵字的作用進(jìn)行深入了解才可定論。

總的說來，synchronized關(guān)鍵字可以作為函數(shù)的修飾符，也可作為函數(shù)內(nèi)的語句，也就是平時(shí)說的同步方法和同步語句塊。如果再細(xì)的分類，synchronized可作用于instance變量、object reference（對(duì)象引用）、static函數(shù)和class literals(類名稱字面常量)身上。在進(jìn)一步闡述之前，我們需要明確幾點(diǎn)：

A．無論synchronized關(guān)鍵字加在方法上還是對(duì)象上，它取得的鎖都是對(duì)象，而不是把一段代碼或函數(shù)當(dāng)作鎖――而且同步方法很可能還會(huì)被其他線程的對(duì)象訪問。

B．每個(gè)對(duì)象只有一個(gè)鎖（lock）與之相關(guān)聯(lián)。

C．實(shí)現(xiàn)同步是要很大的系統(tǒng)開銷作為代價(jià)的，甚至可能造成死鎖，所以盡量避免無謂的同步控制。

接著來討論synchronized用到不同地方對(duì)代碼產(chǎn)生的影響：假設(shè)P1、P2是同一個(gè)類的不同對(duì)象，這個(gè)類中定義了以下幾種情況的同步塊或同步方法，P1、P2就都可以調(diào)用它們。

1．把synchronized當(dāng)作函數(shù)修飾符時(shí)，示例代碼如下：

復(fù)制代碼代碼如下:

Public synchronized void methodAAA()
{
//…
}

這也就是同步方法，那這時(shí)synchronized鎖定的是哪個(gè)對(duì)象呢？它鎖定的是調(diào)用這個(gè)同步方法對(duì)象。也就是說，當(dāng)一個(gè)對(duì)象P1在不同的線程中執(zhí)行這個(gè)同步方法時(shí)，它們之間會(huì)形成互斥，達(dá)到同步的效果。但是這個(gè)對(duì)象所屬的Class所產(chǎn)生的另一對(duì)象P2卻可以任意調(diào)用這個(gè)被加了synchronized關(guān)鍵字的方法。上邊的示例代碼等同于如下代碼：

復(fù)制代碼代碼如下:

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

(1)處的this指的是什么呢？它指的就是調(diào)用這個(gè)方法的對(duì)象，如P1?？梢娡椒椒▽?shí)質(zhì)是將synchronized作用于object reference。――那個(gè)拿到了P1對(duì)象鎖的線程，才可以調(diào)用P1的同步方法，而對(duì)P2而言，P1這個(gè)鎖與它毫不相干，程序也可能在這種情形下擺脫同步機(jī)制的控制，造成數(shù)據(jù)混亂。

2．同步塊，示例代碼如下：

復(fù)制代碼代碼如下:

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

這時(shí)，鎖就是so這個(gè)對(duì)象，誰拿到這個(gè)鎖誰就可以運(yùn)行它所控制的那段代碼。當(dāng)有一個(gè)明確的對(duì)象作為鎖時(shí)，就可以這樣寫程序，但當(dāng)沒有明確的對(duì)象作為鎖，只是想讓一段代碼同步時(shí)，可以創(chuàng)建一個(gè)特殊的instance變量（它得是一個(gè)對(duì)象）來充當(dāng)鎖：

復(fù)制代碼代碼如下:

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(shù)組對(duì)象創(chuàng)建起來將比任何對(duì)象都經(jīng)濟(jì)――查看編譯后的字節(jié)碼：生成零長度的byte[]對(duì)象只需3條操作碼，而Object lock = new Object()則需要7行操作碼。

3．將synchronized作用于static 函數(shù)，示例代碼如下：

復(fù)制代碼代碼如下:

Class Foo
{
    public synchronized static void methodAAA()   // 同步的static 函數(shù)
    {
        //….
    }
    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作為鎖的情況，它和同步的static函數(shù)產(chǎn)生的效果是一樣的，取得的鎖很特別，是當(dāng)前調(diào)用這個(gè)方法的對(duì)象所屬的類（Class，而不再是由這個(gè)Class產(chǎn)生的某個(gè)具體對(duì)象了）。

記得在《Effective Java》一書中看到過將 Foo.class和 P1.getClass()用于作同步鎖還不一樣，不能用P1.getClass()來達(dá)到鎖這個(gè)Class的目的。P1指的是由Foo類產(chǎn)生的對(duì)象。可以推斷：如果一個(gè)類中定義了一個(gè)synchronized的static函數(shù)A，也定義了一個(gè)synchronized 的instance函數(shù)B，那么這個(gè)類的同一對(duì)象Obj在多線程中分別訪問A和B兩個(gè)方法時(shí)，不會(huì)構(gòu)成同步，因?yàn)樗鼈兊逆i都不一樣。A方法的鎖是Obj這個(gè)對(duì)象，而B的鎖是Obj所屬的那個(gè)Class。

小結(jié)如下：

搞清楚synchronized鎖定的是哪個(gè)對(duì)象，就能幫助我們?cè)O(shè)計(jì)更安全的多線程程序。還有一些技巧可以讓我們對(duì)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。如果將變量定義為public，對(duì)象在外界可以繞過同步方法的控制而直接取得它，并改動(dòng)它。這也是JavaBean的標(biāo)準(zhǔn)實(shí)現(xiàn)方式之一。2．如果instance變量是一個(gè)對(duì)象，如數(shù)組或ArrayList什么的，那上述方法仍然不安全，因?yàn)楫?dāng)外界對(duì)象通過get方法拿到這個(gè)instance對(duì)象的引用后，又將其指向另一個(gè)對(duì)象，那么這個(gè)private變量也就變了，豈不是很危險(xiǎn)。這個(gè)時(shí)候就需要將get方法也加上synchronized同步，并且，只返回這個(gè)private對(duì)象的clone()――這樣，調(diào)用端得到的就是對(duì)象副本的引用了還有，比較常用的就有：Collections.synchronizedMap(new HashMap())，當(dāng)然這個(gè)MAP就是生命在類中的全局變量，就是一個(gè)線程安全的HashMap，web的application是全web容器公用的，所以要使用線程安全來保證數(shù)據(jù)的正確。

您可能感興趣的文章: