多線程編程中，最關(guān)鍵、最關(guān)心的問題應(yīng)該就是同步問題，這是一個難點，也是核心。
從jdk最早的版本的synchronized、volatile，到j(luò)dk 1.5中提供的java.util.concurrent.locks包中的Lock接口（實現(xiàn)有ReadLock，WriteLock，ReentrantLock），多線程的實現(xiàn)也是一步步走向成熟化。
 
同步，它是通過什么機制來控制的呢？第一反應(yīng)就是鎖，這個在學習操作系統(tǒng)與數(shù)據(jù)庫的時候，應(yīng)該都已經(jīng)接觸到了。在Java的多線程程序中，當多個程序競爭同一個資源時，為了防止資源的腐蝕，給第一個訪問資源的線程分配一個對象鎖，而后來者需要等待這個對象鎖的釋放。
 
是的，Java線程的同步，最關(guān)心的是共享資源的使用。
 
先來了解一些有哪些線程的共享資源，
從JVM中了解有哪些線程共享的數(shù)據(jù)是需要進行協(xié)調(diào)：
1，保存在堆中的實例變量；2，保存在方法區(qū)的類變量。
 
而在Java虛擬機加載類的時候，每個對象或類都會與一個監(jiān)視器相關(guān)聯(lián)，用來保護對象的實例變量或類變量；當然，如果對象沒有實例變量，或類沒有變量，監(jiān)視器就什么也不監(jiān)視了。
 
為了實現(xiàn)上面的說的監(jiān)視器的互斥性，虛擬機為每一個對象或類都關(guān)聯(lián)了一個鎖（也叫隱形鎖），這里說明一下，類鎖也是通過對象鎖來實現(xiàn)的，因為在類加載的時候，JVM會為每一個類創(chuàng)建一個java.lang.Class的一個實例；所以當鎖對對象的時候，也就鎖住這個類的類對象。
 
另外，一個線程是可以對一個對象進行多次上鎖，也就對應(yīng)著多次釋放；它是通過JVM為每個對象鎖提供的lock計算器，上一次鎖，就加1，對應(yīng)的減1，當計算器的值為0時，就釋放。這個對象鎖是JVM內(nèi)部的監(jiān)視器使用的，也是由JVM自動生成的，所有程序猿就不用自己動手來加了。
 
介紹完java的同步原理后，我們進入正題，先來說說synchronized的使用，而其它的同步，將在后面的章節(jié)中介紹。
 
先來運行一個例子試試。

package thread_test; 
 
/** 
 * 測試擴展Thread類實現(xiàn)的多線程程序 
 * 
 */ 
public class TestThread extends Thread{  
  private int threadnum; 
 
  public TestThread(int threadnum) {  
    this.threadnum = threadnum;  
  } 
   
  @Override 
  public synchronized void run() {  
    for(int i = 0;i<1000;i++){  
          System.out.println("NO." + threadnum + ":" + i ); 
    } 
    }  
   
    public static void main(String[] args) throws Exception {  
      for(int i=0; i<10; i++){ 
          new TestThread(i).start(); 
          Thread.sleep(1); 
      } 
    }  
} 

 
運行結(jié)果：

NO.0:887 
NO.0:888 
NO.0:889 
NO.0:890 
NO.0:891 
NO.0:892 
NO.0:893 
NO.0:894 
NO.7:122 
NO.7:123 
NO.7:124 

上面只是一個片段，說明一個問題而已。
細心的童鞋會發(fā)現(xiàn)，NO.0:894后面是NO.7:122，也就是說沒有按照從0開始到999。
都說synchronized可以實現(xiàn)同步方法或同步塊，這里怎么就不行呢？
 
先從同步的機制來分析一下，同步是通過鎖來實現(xiàn)的，那么上面的例子中，鎖定了什么對象，或鎖定了什么類呢？里面有兩個變量，一個是i，一個是threadnum；i是方法內(nèi)部的，threadnum是私有的。
再來了解一下synchronized的運行機制：
      在java程序中，當使用synchronized塊或synchronized方法時，標志這個區(qū)域進行監(jiān)視；而JVM在處理程序時，當有程序進入監(jiān)視區(qū)域時，就會自動鎖上對象或類。
 
那么上面的例子中，synchronized關(guān)鍵字用上后，鎖定的是什么呢？
當synchronized方法時，鎖定調(diào)用方法的實例對象本身做為對象鎖。本例中，10個線程都有自己創(chuàng)建的TestThread的類對象，所以獲取的對象鎖，也是自己的對象鎖，與其它線程沒有任何關(guān)系。
 
要實現(xiàn)方法鎖定，必須鎖定有共享的對象。
 
對上面的實例修改一下，再看看：

package thread_test; 
 
/** 
 * 測試擴展Thread類實現(xiàn)的多線程程序 
 * 
 */ 
public class TestThread extends Thread{  
  private int threadnum; 
  private String flag;  //標記 
   
  public TestThread(int threadnum,String flag) {  
       this.threadnum = threadnum;  
        this.flag = flag; 
    } 
   
  @Override 
    public void run() {  
    synchronized(flag){ 
      for(int i = 0;i<1000;i++){  
              System.out.println("NO." + threadnum + ":" + i ); 
          }  
    } 
    }  
 
    public static void main(String[] args) throws Exception {  
      String flag = new String("flag"); 
      for(int i=0; i<10; i++){ 
          new TestThread(i,flag).start(); 
          Thread.sleep(1); 
      } 
    }  
} 

 
也就加了一個共享的標志flag。然后在通過synchronized塊，對flag標志進行同步；這就滿足了鎖定共享對象的條件。
是的，運行結(jié)果，已經(jīng)按順序來了。

通過synchronized塊，指定獲取對象鎖來達到同步的目的。那有沒有其它的方法，可以通過synchronized方法來實現(xiàn)呢？
 
根據(jù)同步的原理：如果能獲取一個共享對象鎖或類鎖，及可實現(xiàn)同步。那么我們是不是可以通過共享一個類鎖來實現(xiàn)呢？
 
是的，我們可以使用靜態(tài)同步方法，根據(jù)靜態(tài)方法的特性，它只允許類對象本身才可以調(diào)用，不能通過實例化一個類對象來調(diào)用。那么如果獲得了這個靜態(tài)方法的鎖，也就是獲得這個類鎖，而這個類鎖都是TestThread類鎖，及達到了獲取共享類鎖的目的。
 
實現(xiàn)代碼如下：

package thread_test; 
 
/** 
 * 測試擴展Thread類實現(xiàn)的多線程程序 
 * 
 * @author ciding 
 * @createTime Dec 7, 2011 9:37:25 AM 
 * 
 */ 
public class TestThread extends Thread{  
  private int threadnum; 
   
  public TestThread(int threadnum) {  
    this.threadnum = threadnum;  
  } 
   
  public static synchronized void staticTest(int threadnum) {  
    for(int i = 0;i<1000;i++){  
      System.out.println("NO." + threadnum + ":" + i ); 
    }  
  }  
 
  public static void main(String[] args) throws Exception {  
    for(int i=0; i<10; i++){ 
      new TestThread(i).start(); 
      Thread.sleep(1); 
    } 
  }  
   
  @Override 
  public void run(){ 
    staticTest(threadnum); 
  } 
} 

 運行結(jié)果略，與第二個例子中一樣。
 
 
以上的內(nèi)容主要是說明兩個問題：同步塊與同步方法。
1，同步塊：獲取的對象鎖是synchronized(flag)中的flag對象鎖。
2，同步方法：獲取的是方法所屬的類對象，及類對象鎖。
靜態(tài)同步方法，由于多個線程都會共享，所以一定會同步。
而非靜態(tài)同步方法，只有在單例模式下才會同步。

最新評論