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Java线程中关于Synchronized的用法

發(fā)布時(shí)間:2023/12/10 44 豆豆
生活随笔 收集整理的這篇文章主要介紹了 Java线程中关于Synchronized的用法 小編覺得挺不錯(cuò)的,現(xiàn)在分享給大家,幫大家做個(gè)參考.
synchronized是Java中的關(guān)鍵字,是一種同步鎖。它修飾的對象有以下幾種:?
1. 修飾一個(gè)代碼塊,被修飾的代碼塊稱為同步語句塊,其作用的范圍是大括號(hào){}括起來的代碼,作用的對象是調(diào)用這個(gè)代碼塊的對象;?
2. 修飾一個(gè)方法,被修飾的方法稱為同步方法,其作用的范圍是整個(gè)方法,作用的對象是調(diào)用這個(gè)方法的對象;?
3. 修改一個(gè)靜態(tài)的方法,其作用的范圍是整個(gè)靜態(tài)方法,作用的對象是這個(gè)類的所有對象;?

4. 修改一個(gè),其作用的范圍是synchronized后面括號(hào)括起來的部分,作用主的對象是這個(gè)類的所有對象。

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注:(引用自JDK1.9)

我們先來了解一下Thread的其中一個(gè)構(gòu)造函數(shù),這個(gè)構(gòu)造函數(shù)有兩個(gè)參數(shù):分別是Runnable,另一個(gè)是String。

Runnable表示:當(dāng)這個(gè)線程啟動(dòng)時(shí),它的run方法被調(diào)用。如果null,則調(diào)用該螺紋的run方法。

String表示:新線程的名稱。



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1、修飾一個(gè)代碼塊

  • 一個(gè)線程訪問一個(gè)對象中的synchronized(this)同步代碼塊時(shí),其他試圖訪問該對象的線程將被阻塞。
  • 【Demo1】:synchronized的用法

    舉個(gè)栗子:

    /*** 同步線程*/public class Test{public static void main(String[] args) {SyncThread syncThread = new SyncThread();Thread thread1 = new Thread(syncThread, "SyncThread1");//ConstructorThread thread2 = new Thread(syncThread, "SyncThread2");//Constructorthread1.start();thread2.start();}static class SyncThread implements Runnable {private static int count;public SyncThread() {count = 0;}public void run() {synchronized(this) {//修飾代碼塊for (int i = 0; i < 5; i++) {try {System.out.println(Thread.currentThread().getName() + ":" + (count++));Thread.sleep(100);} catch (InterruptedException e) {e.printStackTrace();}}}}public int getCount() {return count;}} }

    運(yùn)行結(jié)果:
    ????

    當(dāng)兩個(gè)并發(fā)線程(thread1和thread2)訪問同一個(gè)對象(syncThread)中的synchronized代碼塊時(shí),在同一時(shí)刻只能有一個(gè)線程得到執(zhí)行,另一個(gè)線程受阻塞,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。Thread1和thread2是互斥的,因?yàn)樵趫?zhí)行synchronized代碼塊時(shí)會(huì)鎖定當(dāng)前的對象,只有執(zhí)行完該代碼塊才能釋放該對象鎖,下一個(gè)線程才能執(zhí)行并鎖定該對象。?

    下面我們來修改一下代碼:

    /*** 同步線程*/public class Test{public static void main(String[] args) {/*SyncThread syncThread = new SyncThread();Thread thread1 = new Thread(syncThread, "SyncThread1");//ConstructorThread thread2 = new Thread(syncThread, "SyncThread2");//Constructorthread1.start();thread2.start();*/SyncThread syncThread1 = new SyncThread();SyncThread syncThread2 = new SyncThread();Thread thread1 = new Thread(syncThread1, "SyncThread1");//ConstructorThread thread2 = new Thread(syncThread2, "SyncThread2");thread1.start();thread2.start();}static class SyncThread implements Runnable {private static int count;public SyncThread() {count = 0;}public void run() {synchronized(this) {for (int i = 0; i < 5; i++) {try {System.out.println(Thread.currentThread().getName() + ":" + (count++));Thread.sleep(100);} catch (InterruptedException e) {e.printStackTrace();}}}}public int getCount() {return count;}} }

    運(yùn)行之后:


    我們發(fā)現(xiàn)syncThread1和syncThread2交替執(zhí)行:

    ????????這時(shí)創(chuàng)建了兩個(gè)SyncThread的對象syncThread1和syncThread2,線程thread1執(zhí)行的是syncThread1對象中的synchronized代碼(run),而線程thread2執(zhí)行的是syncThread2對象中的synchronized代碼(run);我們知道synchronized鎖定的是對象,這時(shí)會(huì)有兩把鎖分別鎖定syncThread1對象和syncThread2對象,而這兩把鎖是互不干擾的,不形成互斥,所以兩個(gè)線程可以同時(shí)執(zhí)行。

    2.當(dāng)一個(gè)線程訪問對象的一個(gè)synchronized(this)同步代碼塊時(shí),另一個(gè)線程仍然可以訪問該對象中的非synchronized(this)同步代碼塊。?
    【Demo2】:多個(gè)線程訪問synchronized和非synchronized代碼塊

    舉個(gè)栗子:

    public class Test{public static void main(String[] args) {Counter counter = new Counter();Thread thread1 = new Thread(counter, "A");Thread thread2 = new Thread(counter, "B");thread1.start();thread2.start();}static class Counter implements Runnable{private int count;public Counter() {count = 0;}public void countAdd() {synchronized(this) {for (int i = 0; i < 5; i ++) {try {System.out.println(Thread.currentThread().getName() +"->"+"Synchronized:" + (count++));Thread.sleep(100);} catch (InterruptedException e) {e.printStackTrace();}}}}//非synchronized代碼塊,未對count進(jìn)行讀寫操作,所以可以不用synchronizedpublic void printCount() {for (int i = 0; i < 5; i ++) {try {System.out.println(Thread.currentThread().getName() +"->"+ "NoSynchronized:" + count);Thread.sleep(100);} catch (InterruptedException e) {e.printStackTrace();}}}public void run() {String threadName = Thread.currentThread().getName();if (threadName.equals("A")) {countAdd();} else if (threadName.equals("B")) {printCount();}}} }
    運(yùn)行結(jié)果,如下:


    上面代碼中countAdd是一個(gè)synchronized的,printCount是非synchronized的。從上面的結(jié)果中可以看出一個(gè)線程訪問一個(gè)對象的synchronized代碼塊時(shí),別的線程可以訪問該對象的非synchronized代碼塊而不受阻塞。

    3.指定要給某個(gè)對象加鎖

    【Demo3】:指定要給某個(gè)對象加鎖

    舉個(gè)栗子:

    public class Test{public static void main(String[] args) {Account account = new Account("zhang san", 10000.0f);AccountOperator accountOperator = new AccountOperator(account);final int THREAD_NUM = 5;Thread threads[] = new Thread[THREAD_NUM];for (int i = 0; i < THREAD_NUM; i ++) {threads[i] = new Thread(accountOperator, "Thread" + i);threads[i].start();} }//static class Account {String name;float amount;public Account(String name, float amount) {this.name = name;this.amount = amount;}//存錢public void deposit(float amt) {amount += amt;try {Thread.sleep(100);} catch (InterruptedException e) {e.printStackTrace();}}//取錢public void withdraw(float amt) {amount -= amt;try {Thread.sleep(100);} catch (InterruptedException e) {e.printStackTrace();}}public float getBalance() {return amount;}}//static class AccountOperator implements Runnable{private Account account;public AccountOperator(Account account) {this.account = account;}public void run() {synchronized (account) {account.deposit(500);account.withdraw(500);System.out.println(Thread.currentThread().getName() + ":" + account.getBalance());}}} }

    運(yùn)行結(jié)果:


    在AccountOperator 類中的run方法里,我們用synchronized 給account對象加了鎖。這時(shí),當(dāng)一個(gè)線程訪問account對象時(shí),其他試圖訪問account對象的線程將會(huì)阻塞,直到該線程訪問account對象結(jié)束。也就是說誰拿到那個(gè)鎖誰就可以運(yùn)行它所控制的那段代碼。?

    當(dāng)有一個(gè)明確的對象作為鎖時(shí),就可以用類似下面這樣的方式寫程序。

    public void method3(SomeObject obj) {//obj 鎖定的對象synchronized(obj){// todo} }

    沒有明確的對象作為鎖,只是想讓一段代碼同步時(shí),可以創(chuàng)建一個(gè)特殊的對象來充當(dāng)鎖:

    class Test implements Runnable {private byte[] lock = new byte[0]; // 特殊的instance變量public void method(){synchronized(lock) {// todo 同步代碼塊}}public void run() {} }

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

    ------------------------------------詳細(xì)理解--------

    2、修飾一個(gè)方法

    Synchronized修飾一個(gè)方法很簡單,就是在方法的前面加synchronized,public synchronized void method(){//todo}; synchronized修飾方法和修飾一個(gè)代碼塊類似,只是作用范圍不一樣,修飾代碼塊是大括號(hào)括起來的范圍,而修飾方法范圍是整個(gè)函數(shù)。如將【Demo1】中的run方法改成如下的方式,實(shí)現(xiàn)的效果一樣。

    *【Demo4】:synchronized修飾一個(gè)方法

    public synchronized void run() {for (int i = 0; i < 5; i ++) {try {System.out.println(Thread.currentThread().getName() + ":" + (count++));Thread.sleep(100);} catch (InterruptedException e) {e.printStackTrace();}} }

    Synchronized作用于整個(gè)方法的寫法。?
    寫法一:

    public synchronized void method() {// todo }

    寫法二:

    public void method() {synchronized(this) {// todo} }

    寫法一修飾的是一個(gè)方法,寫法二修飾的是一個(gè)代碼塊,但寫法一與寫法二是等價(jià)的,都是鎖定了整個(gè)方法時(shí)的內(nèi)容。

    在用synchronized修飾方法時(shí)要注意以下幾點(diǎn):?
    1. synchronized關(guān)鍵字不能繼承。?
    雖然可以使用synchronized來定義方法,但synchronized并不屬于方法定義的一部分,因此,synchronized關(guān)鍵字不能被繼承。如果在父類中的某個(gè)方法使用了synchronized關(guān)鍵字,而在子類中覆蓋了這個(gè)方法,在子類中的這個(gè)方法默認(rèn)情況下并不是同步的,而必須顯式地在子類的這個(gè)方法中加上synchronized關(guān)鍵字才可以。當(dāng)然,還可以在子類方法中調(diào)用父類中相應(yīng)的方法,這樣雖然子類中的方法不是同步的,但子類調(diào)用了父類的同步方法,因此,子類的方法也就相當(dāng)于同步了。這兩種方式的例子代碼如下:?
    在子類方法中加上synchronized關(guān)鍵字

    class Parent {public synchronized void method() { } } class Child extends Parent {public synchronized void method() { } }

    在子類方法中調(diào)用父類的同步方法

    class Parent {public synchronized void method() { } } class Child extends Parent {public void method() { super.method(); } }
  • 在定義接口方法時(shí)不能使用synchronized關(guān)鍵字。
  • 構(gòu)造方法不能使用synchronized關(guān)鍵字,但可以使用synchronized代碼塊來進(jìn)行同步。?


  • 修飾一個(gè)靜態(tài)的方法

    Synchronized也可修飾一個(gè)靜態(tài)方法,用法如下:

    public synchronized static void method() {// todo }

    我們知道靜態(tài)方法是屬于類的而不屬于對象的。同樣的,synchronized修飾的靜態(tài)方法鎖定的是這個(gè)類的所有對象。我們對Demo1進(jìn)行一些修改如下:

    【Demo5】:synchronized修飾靜態(tài)方法

    /*** 同步線程*/ class SyncThread implements Runnable {private static int count;public SyncThread() {count = 0;}public synchronized static void method() {for (int i = 0; i < 5; i ++) {try {System.out.println(Thread.currentThread().getName() + ":" + (count++));Thread.sleep(100);} catch (InterruptedException e) {e.printStackTrace();}}}public synchronized void run() {method();} }

    調(diào)用代碼:

    SyncThread syncThread1 = new SyncThread(); SyncThread syncThread2 = new SyncThread(); Thread thread1 = new Thread(syncThread1, "SyncThread1"); Thread thread2 = new Thread(syncThread2, "SyncThread2"); thread1.start(); thread2.start();

    結(jié)果如下:

    SyncThread1:0?
    SyncThread1:1?
    SyncThread1:2?
    SyncThread1:3?
    SyncThread1:4?
    SyncThread2:5?
    SyncThread2:6?
    SyncThread2:7?
    SyncThread2:8?
    SyncThread2:9

    syncThread1和syncThread2是SyncThread的兩個(gè)對象,但在thread1和thread2并發(fā)執(zhí)行時(shí)卻保持了線程同步。這是因?yàn)閞un中調(diào)用了靜態(tài)方法method,而靜態(tài)方法是屬于類的,所以syncThread1和syncThread2相當(dāng)于用了同一把鎖。這與Demo1是不同的。



    修飾一個(gè)類

    Synchronized還可作用于一個(gè)類,用法如下:

    class ClassName {public void method() {synchronized(ClassName.class) {// todo}} }

    我們把Demo5再作一些修改。?
    【Demo6】:修飾一個(gè)類

    /*** 同步線程*/ class SyncThread implements Runnable {private static int count;public SyncThread() {count = 0;}public static void method() {synchronized(SyncThread.class) {for (int i = 0; i < 5; i ++) {try {System.out.println(Thread.currentThread().getName() + ":" + (count++));Thread.sleep(100);} catch (InterruptedException e) {e.printStackTrace();}}}}public synchronized void run() {method();} }

    其效果和【Demo5】是一樣的,synchronized作用于一個(gè)類T時(shí),是給這個(gè)類T加鎖,T的所有對象用的是同一把鎖。



    總結(jié):

    A. 無論synchronized關(guān)鍵字加在方法上還是對象上,如果它作用的對象是非靜態(tài)的,則它取得的鎖是對象;如果synchronized作用的對象是一個(gè)靜態(tài)方法或一個(gè)類,則它取得的鎖是對類,該類所有的對象同一把鎖。?
    B. 每個(gè)對象只有一個(gè)鎖(lock)與之相關(guān)聯(lián),誰拿到這個(gè)鎖誰就可以運(yùn)行它所控制的那段代碼。?
    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。


    參考資料:?

    http://blog.csdn.net/chenguang79/article/details/677720?

    http://developer.51cto.com/art/200906/132354.htm

    https://blog.csdn.net/luoweifu/article/details/46613015











    總結(jié)

    以上是生活随笔為你收集整理的Java线程中关于Synchronized的用法的全部內(nèi)容,希望文章能夠幫你解決所遇到的問題。

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