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Java多線程并發(fā)編程 Synchronized關(guān)鍵字

 更新時間：2017年05月22日 23:35:11   投稿：mdxy-dxy  
現(xiàn)有一成員變量 Test，當線程 A 調(diào)用 Test 的 synchronized 方法，線程 A 獲得 Test 的同步鎖，同時，線程 B 也去調(diào)用 Test 的 synchronized 方法，此時線程 B 無法獲得 Test 的同步鎖，必須等待線程 A 釋放 Test 的同步鎖才能獲得從而執(zhí)行對應(yīng)方法的代碼

synchronized 關(guān)鍵字解析

同步鎖依賴于對象，每個對象都有一個同步鎖。

現(xiàn)有一成員變量 Test，當線程 A 調(diào)用 Test 的 synchronized 方法，線程 A 獲得 Test 的同步鎖，同時，線程 B 也去調(diào)用 Test 的 synchronized 方法，此時線程 B 無法獲得 Test 的同步鎖，必須等待線程 A 釋放 Test 的同步鎖才能獲得從而執(zhí)行對應(yīng)方法的代碼。

綜上，正確使用 synchronized 關(guān)鍵字可確保原子性。

synchronized 關(guān)鍵字的特性應(yīng)用

特性 1：

當線程 A 調(diào)用某對象的synchronized 方法 或者 synchronized 代碼塊時，若同步鎖未釋放，其他線程調(diào)用同一對象的synchronized 方法 或者 synchronized 代碼塊時將被阻塞，直至線程 A 釋放該對象的同步鎖。

DEMO1，synchronized 方法：

public class Test {

  private static class Counter {

    public synchronized void count() {
      for (int i = 0; i < 6; i++) {
        System.out.println(Thread.currentThread().getName() + "， i = " + i);
      }
    }

  }

  private static class MyThread extends Thread {

    private Counter mCounter;

    public MyThread(Counter counter) {
      mCounter = counter;
    }

    @Override
    public void run() {
      super.run();
      mCounter.count();
    }
  }

  public static void main(String[] var0) {
    Counter counter = new Counter();
    // 注：myThread1 和 myThread2 是調(diào)用同一個對象 counter
    MyThread myThread1 = new MyThread(counter);
    MyThread myThread2 = new MyThread(counter);
    myThread1.start();
    myThread2.start();
  }

}

DEMO1 輸出：

Thread-0， i = 0
Thread-0， i = 1
Thread-0， i = 2
Thread-0， i = 3
Thread-0， i = 4
Thread-0， i = 5
Thread-1， i = 0
Thread-1， i = 1
Thread-1， i = 2
Thread-1， i = 3
Thread-1， i = 4
Thread-1， i = 5

DEMO2，synchronized 代碼塊：

public class Test {

  private static class Counter {

    public void count() {
      synchronized (this) {
        for (int i = 0; i < 6; i++) {
          System.out.println(Thread.currentThread().getName() + "， i = " + i);
        }
      }
    }
  }

  private static class MyThread extends Thread {

    private Counter mCounter;

    public MyThread(Counter counter) {
      mCounter = counter;
    }

    @Override
    public void run() {
      super.run();
      mCounter.count();
    }
  }

  public static void main(String[] var0) {
    Counter counter = new Counter();
    MyThread myThread1 = new MyThread(counter);
    MyThread myThread2 = new MyThread(counter);
    myThread1.start();
    myThread2.start();
  }
}

DEMO2 輸出：

Thread-0， i = 0
Thread-0， i = 1
Thread-0， i = 2
Thread-0， i = 3
Thread-0， i = 4
Thread-0， i = 5
Thread-1， i = 0
Thread-1， i = 1
Thread-1， i = 2
Thread-1， i = 3
Thread-1， i = 4
Thread-1， i = 5

可見，當同步鎖未釋放時，其他線程將被阻塞，直至獲得同步鎖。

而且 DEMO1 和 DEMO2 的輸出結(jié)果是一樣的，synchronized 方法 和 synchronized 代碼塊的不同之處在于 synchronized 方法 作用域較大，作用于整個方法，而 synchronized 代碼塊 可控制具體的作用域，更精準控制提高效率。（畢竟阻塞的都是時間?。?/p>

DEMO3，僅修改 main 方法：

public static void main(String[] var0) {
    // 注意：myThread1 和 myThread2 傳入的 Counter 是兩個不同的對象
    MyThread myThread1 = new MyThread(new Counter());
    MyThread myThread2 = new MyThread(new Counter());
    myThread1.start();
    myThread2.start();
  }

DEMO3 輸出：

Thread-0， i = 0
Thread-1， i = 0
Thread-0， i = 1
Thread-1， i = 1
Thread-1， i = 2
Thread-1， i = 3
Thread-0， i = 2
Thread-1， i = 4
Thread-0， i = 3
Thread-1， i = 5
Thread-0， i = 4
Thread-0， i = 5

同步鎖基于對象，只要鎖的來源一致，即可達到同步的作用。所以，但對象不一樣，則不能達到同步效果。

特性 2：

當線程 A 調(diào)用某對象的synchronized 方法 或者 synchronized 代碼塊時，若同步鎖未釋放，其他線程調(diào)用同一對象的其他 synchronized 方法 或者 synchronized 代碼塊時將被阻塞，直至線程 A 釋放該對象的同步鎖。（注意：重點是其他）

DEMO4，僅修改 doOtherThings 方法的修飾：

public class Test {

  private static class Counter {

    public synchronized void count() {
      System.out.println(Thread.currentThread().getName() + " sleep");
      try {
        Thread.sleep(3000);
      } catch (InterruptedException e) {
        e.printStackTrace();
      }
      System.out.println(Thread.currentThread().getName() + " awake");
    }

    public synchronized void doOtherThings(){
      System.out.println(Thread.currentThread().getName() + " doOtherThings");
    }
  }

  public static void main(String[] var0) {
    final Counter counter = new Counter();
    new Thread(new Runnable() {
      @Override
      public void run() {
        counter.count();
      }
    }).start();
    new Thread(new Runnable() {
      @Override
      public void run() {
        counter.doOtherThings();
      }
    }).start();
  }
}

DEMO4 輸出：

Thread-0 sleep
Thread-0 awake
Thread-1 doOtherThings

可見，synchronized 獲得的同步鎖并非僅僅鎖住代碼，而是鎖住整個對象。

此時應(yīng)提及 happens-before 原則，正因 happens-before 原則的存在才有此現(xiàn)象的發(fā)生。
happens-before 原則的其中一條：
管理鎖定原則：一個 unLock 操作先行發(fā)生于后面對同一個鎖的 lock 操作。
（此處暫不作過多解釋，解釋起來能再寫一篇文章了）

DEMO5，僅修改 doOtherThings 方法：

public void doOtherThings(){
      synchronized (this){
        System.out.println(Thread.currentThread().getName() + " doOtherThings");
      }
    }

DEMO5 輸出：

Thread-0 sleep
Thread-0 awake
Thread-1 doOtherThings

DEMO4 和 DEMO5 的輸出結(jié)果竟然一致！沒錯，因為他們的同步鎖來源一致（都是本實例自己），所以可以達到同步效果。

// 這兩個 synchronized 鎖的是同一個對象
public synchronized void count(){};
public void doOtherThings(){
    synchronized (this){}
}

DEMO6，去掉 doOtherThings 方法的同步關(guān)鍵字：

public void doOtherThings(){
      System.out.println(Thread.currentThread().getName() + " doOtherThings");
    }

DEMO6 輸出：

Thread-0 sleep
Thread-1 doOtherThings
Thread-0 awake

當線程 A 調(diào)用某對象的synchronized 方法 或者 synchronized 代碼塊時，無論同步鎖是否釋放，其他線程調(diào)用同一對象的其他 非 synchronized 方法 或者 非 synchronized 代碼塊時可立即調(diào)用。

實例鎖和全局鎖

以上 DEMO 實現(xiàn)的都是實例鎖。鎖?。ㄗ饔糜颍┑氖蔷唧w某一對象實例。

什么是全局鎖？
鎖住整個 Class，而非某個對象或?qū)嵗?/p>

注：單例型的實例鎖不屬于全局鎖。

全局鎖的實現(xiàn)：

靜態(tài) synchronized 方法

DEMO7：

public class Test {

  private static class Counter {

    public static synchronized void count() {
      System.out.println(Thread.currentThread().getName() + " sleep");
      try {
        Thread.sleep(3000);
      } catch (InterruptedException e) {
        e.printStackTrace();
      }
      System.out.println(Thread.currentThread().getName() + " awake");
    }

    public static synchronized void doOtherThings(){
      System.out.println(Thread.currentThread().getName() + " doOtherThings");
    }
  }

  public static void main(String[] var0) {
    new Thread(new Runnable() {
      @Override
      public void run() {
        Counter.count();
      }
    }).start();
    new Thread(new Runnable() {
      @Override
      public void run() {
        Counter.doOtherThings();
      }
    }).start();
  }
}

DEMO7 輸出：

Thread-0 sleep
Thread-0 awake
Thread-1 doOtherThings

static 聲明的方法為全局方法，與對象實例化無關(guān)，所以 static synchronized 方法為全局同步方法，與對象實例化無關(guān)。

synchronized 具體 Class 的代碼塊

DEMO8：

public class Test {

  private static class Counter {

    public static synchronized void count() {
      System.out.println(Thread.currentThread().getName() + " sleep");
      try {
        Thread.sleep(3000);
      } catch (InterruptedException e) {
        e.printStackTrace();
      }
      System.out.println(Thread.currentThread().getName() + " awake");
    }

    public void doOtherThings(){
      synchronized (Counter.class){
        System.out.println(Thread.currentThread().getName() + " doOtherThings");
      }
    }
  }

  public static void main(String[] var0) {
    new Thread(new Runnable() {
      @Override
      public void run() {
        Counter.count();
      }
    }).start();
    new Thread(new Runnable() {
      @Override
      public void run() {
        Counter counter = new Counter();
        counter.doOtherThings();
      }
    }).start();
  }
}

DEMO8 輸出：

Thread-0 sleep
Thread-0 awake
Thread-1 doOtherThings

synchronized (Counter.class) 獲得的同步鎖是全局的，static synchronized 獲得的同步鎖也是全局的，同一個鎖，所以達到同步效果。

區(qū)分 synchronized (this) 與 synchronized (Class.class)

DEMO9：

public class Test {

  private static class Counter {

    public void count() {
      synchronized (this){
        System.out.println(Thread.currentThread().getName() + " sleep");
        try {
          Thread.sleep(3000);
        } catch (InterruptedException e) {
          e.printStackTrace();
        }
        System.out.println(Thread.currentThread().getName() + " awake");
      }
    }

    public void doOtherThings(){
      synchronized (Counter.class){
        System.out.println(Thread.currentThread().getName() + " doOtherThings");
      }
    }
  }

  public static void main(String[] var0) {
    final Counter counter = new Counter();
    new Thread(new Runnable() {
      @Override
      public void run() {
        counter.count();
      }
    }).start();
    new Thread(new Runnable() {
      @Override
      public void run() {
        counter.doOtherThings();
      }
    }).start();
  }
}

DEMO9 輸出：

Thread-0 sleep
Thread-1 doOtherThings
Thread-0 awake

synchronized (this) 獲得的是具體對象實例 counter 的鎖，而 synchronized (Counter.class) 獲得的是全局鎖，兩把不同的鎖，所以不能達到同步效果。

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