一、同步問題提出

線程的同步是為了防止多個(gè)線程訪問一個(gè)數(shù)據(jù)對象時(shí)，對數(shù)據(jù)造成的破壞。

例如：兩個(gè)線程ThreadA、ThreadB都操作同一個(gè)對象Foo對象，并修改Foo對象上的數(shù)據(jù)。

publicclass?Foo {?privateint?x = 100;?publicint?getX() {?return?x;?????}?publicint?fix(int?y) {?????????x = x - y;?return?x;?????}?}

publicclass?MyRunnable?implements?Runnable {?private?Foo foo =?new?Foo();?publicstaticvoid?main(String[] args) {?????????MyRunnable r =?new?MyRunnable();?????????Thread ta =?new?Thread(r,?"Thread-A");?????????Thread tb =?new?Thread(r,?"Thread-B");?????????ta.start();?????????tb.start();?????}?publicvoid?run() {?for?(int?i = 0; i < 3; i++) {?this.fix(30);?try?{?????????????????Thread.sleep(1);?????????????}?catch?(InterruptedException e) {?????????????????e.printStackTrace();?????????????}?????????????System.out.println(Thread.currentThread().getName() +?" : 當(dāng)前foo對象的x值= "?+ foo.getX());?????????}?????}?publicint?fix(int?y) {?return?foo.fix(y);?????}?}

運(yùn)行結(jié)果：

Thread-A : 當(dāng)前foo對象的x值= 40?Thread-B : 當(dāng)前foo對象的x值= 40?Thread-B : 當(dāng)前foo對象的x值= -20?Thread-A : 當(dāng)前foo對象的x值= -50?Thread-A : 當(dāng)前foo對象的x值= -80?Thread-B : 當(dāng)前foo對象的x值= -80?Process finished with exit code 0

從結(jié)果發(fā)現(xiàn)，這樣的輸出值明顯是不合理的。原因是兩個(gè)線程不加控制的訪問Foo對象并修改其數(shù)據(jù)所致。

如果要保持結(jié)果的合理性，只需要達(dá)到一個(gè)目的，就是將對Foo的訪問加以限制，每次只能有一個(gè)線程在訪問。這樣就能保證Foo對象中數(shù)據(jù)的合理性了。

在具體的Java代碼中需要完成一下兩個(gè)操作：

把競爭訪問的資源類Foo變量x標(biāo)識(shí)為private；

同步哪些修改變量的代碼，使用synchronized關(guān)鍵字同步方法或代碼。

二、同步和鎖定

1、鎖的原理

Java中每個(gè)對象都有一個(gè)內(nèi)置鎖

當(dāng)程序運(yùn)行到非靜態(tài)的synchronized同步方法上時(shí)，自動(dòng)獲得與正在執(zhí)行代碼類的當(dāng)前實(shí)例（this實(shí)例）有關(guān)的鎖。獲得一個(gè)對象的鎖也稱為獲取鎖、鎖定對象、在對象上鎖定或在對象上同步。

當(dāng)程序運(yùn)行到synchronized同步方法或代碼塊時(shí)才該對象鎖才起作用。

一個(gè)對象只有一個(gè)鎖。所以，如果一個(gè)線程獲得該鎖，就沒有其他線程可以獲得鎖，直到第一個(gè)線程釋放（或返回）鎖。這也意味著任何其他線程都不能進(jìn)入該對象上的synchronized方法或代碼塊，直到該鎖被釋放。

釋放鎖是指持鎖線程退出了synchronized同步方法或代碼塊。

關(guān)于鎖和同步，有一下幾個(gè)要點(diǎn)：

1）、只能同步方法，而不能同步變量和類；

2）、每個(gè)對象只有一個(gè)鎖；當(dāng)提到同步時(shí)，應(yīng)該清楚在什么上同步？也就是說，在哪個(gè)對象上同步？

3）、不必同步類中所有的方法，類可以同時(shí)擁有同步和非同步方法。

4）、如果兩個(gè)線程要執(zhí)行一個(gè)類中的synchronized方法，并且兩個(gè)線程使用相同的實(shí)例來調(diào)用方法，那么一次只能有一個(gè)線程能夠執(zhí)行方法，另一個(gè)
需要等待，直到鎖被釋放。也就是說：如果一個(gè)線程在對象上獲得一個(gè)鎖，就沒有任何其他線程可以進(jìn)入（該對象的）類中的任何一個(gè)同步方法。

5）、如果線程擁有同步和非同步方法，則非同步方法可以被多個(gè)線程自由訪問而不受鎖的限制。

6）、線程睡眠時(shí)，它所持的任何鎖都不會(huì)釋放。

7）、線程可以獲得多個(gè)鎖。比如，在一個(gè)對象的同步方法里面調(diào)用另外一個(gè)對象的同步方法，則獲取了兩個(gè)對象的同步鎖。

8）、同步損害并發(fā)性，應(yīng)該盡可能縮小同步范圍。同步不但可以同步整個(gè)方法，還可以同步方法中一部分代碼塊。

9）、在使用同步代碼塊時(shí)候，應(yīng)該指定在哪個(gè)對象上同步，也就是說要獲取哪個(gè)對象的鎖。例如：

??? public int fix(int y) {??????? synchronized (this) {??????????? x = x - y;??????? }??????? return x;??? }

當(dāng)然，同步方法也可以改寫為非同步方法，但功能完全一樣的，例如：

??? public synchronized int getX() {??????? return x++;??? }

與

??? public int getX() {??????? synchronized (this) {??????????? return x;??????? }??? }

效果是完全一樣的。

三、靜態(tài)方法同步

要同步靜態(tài)方法，需要一個(gè)用于整個(gè)類對象的鎖，這個(gè)對象是就是這個(gè)類（XXX.class)。

例如：

public static synchronized int setName(String name){

????? Xxx.name = name;

}

等價(jià)于public static int setName(String name){????? synchronized(Xxx.class){??????????? Xxx.name = name;????? }}

?

四、如果線程不能不能獲得鎖會(huì)怎么樣

如果線程試圖進(jìn)入同步方法，而其鎖已經(jīng)被占用，則線程在該對象上被阻塞。實(shí)質(zhì)上，線程進(jìn)入該對象的的一種池中，必須在哪里等待，直到其鎖被釋放，該線程再次變?yōu)榭蛇\(yùn)行或運(yùn)行為止。

當(dāng)考慮阻塞時(shí)，一定要注意哪個(gè)對象正被用于鎖定：

1、調(diào)用同一個(gè)對象中非靜態(tài)同步方法的線程將彼此阻塞。如果是不同對象，則每個(gè)線程有自己的對象的鎖，線程間彼此互不干預(yù)。

2、調(diào)用同一個(gè)類中的靜態(tài)同步方法的線程將彼此阻塞，它們都是鎖定在相同的Class對象上。

3、靜態(tài)同步方法和非靜態(tài)同步方法將永遠(yuǎn)不會(huì)彼此阻塞，因?yàn)殪o態(tài)方法鎖定在Class對象上，非靜態(tài)方法鎖定在該類的對象上。

4、對于同步代碼塊，要看清楚什么對象已經(jīng)用于鎖定（synchronized后面括號的內(nèi)容）。在同一個(gè)對象上進(jìn)行同步的線程將彼此阻塞，在不同對象上鎖定的線程將永遠(yuǎn)不會(huì)彼此阻塞。

五、何時(shí)需要同步

在多個(gè)線程同時(shí)訪問互斥（可交換）數(shù)據(jù)時(shí)，應(yīng)該同步以保護(hù)數(shù)據(jù)，確保兩個(gè)線程不會(huì)同時(shí)修改更改它。

對于非靜態(tài)字段中可更改的數(shù)據(jù)，通常使用非靜態(tài)方法訪問。

對于靜態(tài)字段中可更改的數(shù)據(jù)，通常使用靜態(tài)方法訪問。

如果需要在非靜態(tài)方法中使用靜態(tài)字段，或者在靜態(tài)字段中調(diào)用非靜態(tài)方法，問題將變得非常復(fù)雜。已經(jīng)超出SJCP考試范圍了。

六、線程安全類

當(dāng)一個(gè)類已經(jīng)很好的同步以保護(hù)它的數(shù)據(jù)時(shí)，這個(gè)類就稱為“線程安全的”。

即使是線程安全類，也應(yīng)該特別小心，因?yàn)椴僮鞯木€程是間仍然不一定安全。

舉個(gè)形象的例子，比如一個(gè)集合是線程安全的，有兩個(gè)線程在操作同一個(gè)集合對象，當(dāng)?shù)谝粋€(gè)線程查詢集合非空后，刪除集合中所有元素的時(shí)候。第二個(gè)線程也來執(zhí)
行與第一個(gè)線程相同的操作，也許在第一個(gè)線程查詢后，第二個(gè)線程也查詢出集合非空，但是當(dāng)?shù)谝粋€(gè)執(zhí)行清除后，第二個(gè)再執(zhí)行刪除顯然是不對的，因?yàn)榇藭r(shí)集合
已經(jīng)為空了。

看個(gè)代碼：

publicclass?NameList {?private?List nameList = Collections.synchronizedList(new?LinkedList());?publicvoid?add(String name) {?????????nameList.add(name);?????}?public?String removeFirst() {?if?(nameList.size() > 0) {?return?(String) nameList.remove(0);?????????}?else?{?returnnull;?????????}?????}?}

publicclass?Test {?publicstaticvoid?main(String[] args) {?final?NameList nl =?new?NameList();?????????nl.add("aaa");?class?NameDropper?extends?Thread{?publicvoid?run(){?????????????????String name = nl.removeFirst();?????????????????System.out.println(name);?????????????}?????????}?????????Thread t1 =?new?NameDropper();?????????Thread t2 =?new?NameDropper();?????????t1.start();?????????t2.start();?????}?}

雖然集合對象

??? private List nameList = Collections.synchronizedList(new LinkedList());是同步的，但是程序還不是線程安全的。

出現(xiàn)這種事件的原因是，上例中一個(gè)線程操作列表過程中無法阻止另外一個(gè)線程對列表的其他操作。

解決上面問題的辦法是，在操作集合對象的NameList上面做一個(gè)同步。改寫后的代碼如下：

publicclass?NameList {?private?List nameList = Collections.synchronizedList(new?LinkedList());?publicsynchronizedvoid?add(String name) {?????????nameList.add(name);?????}?publicsynchronized?String removeFirst() {?if?(nameList.size() > 0) {?return?(String) nameList.remove(0);?????????}?else?{?returnnull;?????????}?????}?}

這樣，當(dāng)一個(gè)線程訪問其中一個(gè)同步方法時(shí)，其他線程只有等待。

七、線程死鎖

死鎖對Java程序來說，是很復(fù)雜的，也很難發(fā)現(xiàn)問題。當(dāng)兩個(gè)線程被阻塞，每個(gè)線程在等待另一個(gè)線程時(shí)就發(fā)生死鎖。

還是看一個(gè)比較直觀的死鎖例子：

publicclass?DeadlockRisk {?privatestaticclass?Resource {?publicint?value;?????}?private?Resource resourceA =?new?Resource();?private?Resource resourceB =?new?Resource();?publicint?read() {?synchronized?(resourceA) {?synchronized?(resourceB) {?return?resourceB.value + resourceA.value;?????????????}?????????}?????}?publicvoid?write(int?a,?int?b) {?synchronized?(resourceB) {?synchronized?(resourceA) {?????????????????resourceA.value = a;?????????????????resourceB.value = b;?????????????}?????????}?????}?}

假設(shè)read()方法由一個(gè)線程啟動(dòng)，write()方法由另外一個(gè)線程啟動(dòng)。讀線程將擁有resourceA鎖，寫線程將擁有resourceB鎖，兩者都堅(jiān)持等待的話就出現(xiàn)死鎖。

實(shí)際上，上面這個(gè)例子發(fā)生死鎖的概率很小。因?yàn)樵诖a內(nèi)的某個(gè)點(diǎn)，CPU必須從讀線程切換到寫線程，所以，死鎖基本上不能發(fā)生。

但是，無論代碼中發(fā)生死鎖的概率有多小，一旦發(fā)生死鎖，程序就死掉。有一些設(shè)計(jì)方法能幫助避免死鎖，包括始終按照預(yù)定義的順序獲取鎖這一策略。已經(jīng)超出SCJP的考試范圍。

八、線程同步小結(jié)

1、線程同步的目的是為了保護(hù)多個(gè)線程反問一個(gè)資源時(shí)對資源的破壞。

2、線程同步方法是通過鎖來實(shí)現(xiàn)，每個(gè)對象都有切僅有一個(gè)鎖，這個(gè)鎖與一個(gè)特定的對象關(guān)聯(lián)，線程一旦獲取了對象鎖，其他訪問該對象的線程就無法再訪問該對象的其他同步方法。

3、對于靜態(tài)同步方法，鎖是針對這個(gè)類的，鎖對象是該類的Class對象。靜態(tài)和非靜態(tài)方法的鎖互不干預(yù)。一個(gè)線程獲得鎖，當(dāng)在一個(gè)同步方法中訪問另外對象上的同步方法時(shí)，會(huì)獲取這兩個(gè)對象鎖。

4、對于同步，要時(shí)刻清醒在哪個(gè)對象上同步，這是關(guān)鍵。

5、編寫線程安全的類，需要時(shí)刻注意對多個(gè)線程競爭訪問資源的邏輯和安全做出正確的判斷，對“原子”操作做出分析，并保證原子操作期間別的線程無法訪問競爭資源。

6、當(dāng)多個(gè)線程等待一個(gè)對象鎖時(shí)，沒有獲取到鎖的線程將發(fā)生阻塞。

7、死鎖是線程間相互等待鎖鎖造成的，在實(shí)際中發(fā)生的概率非常的小。真讓你寫個(gè)死鎖程序，不一定好使，呵呵。但是，一旦程序發(fā)生死鎖，程序?qū)⑺赖簟?/p>

?

java多線程下的鎖的概念

鎖和synchronized關(guān)鍵字
?????為了同步多線程，Java語言使用監(jiān)視器(monitors)，一種高級的機(jī)制來限定某一 時(shí)刻只有一個(gè)線程執(zhí)行一段受監(jiān)視器保護(hù)的代碼。監(jiān)視器的行為是通過鎖來實(shí)現(xiàn)的，每一個(gè)對象都有一個(gè)鎖。
??? 每個(gè)線程都有一個(gè)工作內(nèi)存，在里面存放從所有線程共享的主內(nèi)存里拷貝來的變量。為了訪問一個(gè)共享的變量，一個(gè)線程通常先要獲得一個(gè)鎖并刷新它的工作內(nèi)存，這將共享的值從主內(nèi)存被拷貝到工作內(nèi)存。當(dāng)線程解鎖時(shí)將會(huì)把工作內(nèi)存里的值寫回主內(nèi)存。
&n bsp;?? 一個(gè)線程能多次獲得對象的鎖。也就是說，一個(gè)synchronized方法調(diào)用了另一個(gè)synchronized方法，而后者又調(diào)用了另一synchronized方法，諸如此類。JVM會(huì)跟蹤對象被上鎖的次數(shù)。如果對象沒有被鎖住，那么它的計(jì)數(shù)器應(yīng)該 為零。當(dāng)線程第一次獲得對象的鎖時(shí)，計(jì)數(shù)器為一。線程每獲一次對象的鎖，計(jì)數(shù)器就加一。當(dāng)然，只有第一次獲得對象鎖的線程才能多次獲得鎖。線程每退出一個(gè)synchronized方法，計(jì)數(shù)器就減一。等減到零了，對象也就解鎖了，這時(shí)其它線程就可以使用這 個(gè)對象了。
??? 此外每個(gè)類還有一個(gè)鎖(它屬于類的Class對象)，這樣當(dāng)類的synchronized static方法讀取static數(shù)據(jù)的時(shí)候，就不會(huì)相互干擾了。
??? 線程之間不直接交互，它們只通過主內(nèi)存進(jìn)行交流。

從J2SE 1.5開始，Java有了Lock接口，將使鎖的概念更清晰，使線程同步的控制更容易。使用synchronized，你無法控制鎖的釋放，而使用Lock接口，你將可以lock()，也可以隨你需要進(jìn)行unlock()。

轉(zhuǎn)載于:https://www.cnblogs.com/qqzy168/p/3921341.html

總結(jié)

以上是生活随笔為你收集整理的java多线程之线程的同步与锁定（转）的全部內(nèi)容，希望文章能夠幫你解決所遇到的問題。

如果覺得生活随笔網(wǎng)站內(nèi)容還不錯(cuò)，歡迎將生活随笔推薦給好友。