Synchronized的用法

在多線程并發(fā)問(wèn)題中，常用Synchronized鎖解決問(wèn)題。Synchronized鎖通常用于同步示例方法，同步靜態(tài)方法，同步代碼塊等。

同步示例方法

我們可能自己使用過(guò)在方法前加Synchronized鎖修飾，在多線程并發(fā)同時(shí)調(diào)用同一個(gè)實(shí)例化對(duì)象時(shí)，如果這個(gè)方法加上了Synchronized鎖，那么也是線程安全的。
舉個(gè)栗子：

package Thread;

import java.util.stream.IntStream;

public class ThreadTest {
    private Long count=0L;
    public void incrementCount(){
        count++;
    }
    public Long execute() throws InterruptedException {
        Thread thread1=new Thread(()->{
            IntStream.range(0,1000).forEach((i)->incrementCount());//線程1循環(huán)1000次
        });
        Thread thread2=new Thread(()->{
            IntStream.range(0,1000).forEach((i)->incrementCount());//線程2循環(huán)1000次
        });
        thread1.start();//開啟線程
        thread2.start();
        thread1.join();//等待線程1和線程2執(zhí)行完畢
        thread2.join();
        return count;
    }

    public static void main(String[] args) throws InterruptedException {
        ThreadTest threadTest=new ThreadTest();
        Long count = threadTest.execute();
        System.out.println(count);
    }
}

在上面的程序中，count變量為成員變量，在多線程同時(shí)使用時(shí)極大可能會(huì)發(fā)生錯(cuò)誤，在前面也講到過(guò)count++包含三個(gè)步驟：1.將變量count從主內(nèi)存中加載到CPU的寄存器中；2.在CPU的寄存器中執(zhí)行count++或++count的操作；3.將運(yùn)算的count++的結(jié)果寫入緩存或內(nèi)存中。兩個(gè)線程都會(huì)更新count的值到內(nèi)存中，當(dāng)其中一個(gè)線程再?gòu)膬?nèi)存中讀取數(shù)據(jù)時(shí)，可能讀到的成員變量會(huì)與當(dāng)前的變量不一致，從而使得最終count的結(jié)果不為2000，因此會(huì)發(fā)生錯(cuò)誤。

如何能解決這種錯(cuò)誤？就是為incrementCount方法加鎖：

 public synchronized void incrementCount(){
        count++;
    }

這樣就能保證所得到的count最終值為2000了。

同步靜態(tài)方法

當(dāng)一個(gè)類的某個(gè)靜態(tài)方法加了synchronized鎖時(shí)，就相當(dāng)于給這個(gè)類的class對(duì)象加鎖。所以無(wú)論創(chuàng)建多少個(gè)當(dāng)前類的對(duì)象調(diào)用這個(gè)被synchronized鎖修飾的靜態(tài)方法時(shí)，都是線程安全的。

如上面的例子，修改如下：

package Thread;

import java.util.stream.IntStream;

public class ThreadTest {
    private static Long count=0L;
    public static synchronized void incrementCount(){
        count++;
    }
    public static Long execute() throws InterruptedException {
        Thread thread1=new Thread(()->{
            IntStream.range(0,1000).forEach((i)->incrementCount());
        });
        Thread thread2=new Thread(()->{
            IntStream.range(0,1000).forEach((i)->incrementCount());
        });
        thread1.start();
        thread2.start();
        thread1.join();
        thread2.join();
        return count;
    }

    public static void main(String[] args) throws InterruptedException {
        ThreadTest threadTest=new ThreadTest();
        Long count = threadTest.execute();
        System.out.println(count);
    }
}

因此，當(dāng)多個(gè)線程并發(fā)執(zhí)行調(diào)用被synchronized鎖修飾的靜態(tài)方法時(shí)，這個(gè)靜態(tài)方法是線程安全的。

同步代碼塊

前面提到加了synchronized鎖的方法在多線程并發(fā)條件下是線程安全的，但是在執(zhí)行業(yè)務(wù)邏輯過(guò)多的代碼塊時(shí)，可能會(huì)影響程序的執(zhí)行效率。對(duì)于此時(shí)，可以把一個(gè)方法分成多個(gè)小的臨界區(qū)。

舉個(gè)栗子：

    private Long count1=0L;
    private Long count2=0L;
    public synchronized void incrementCount(){
        count1++;
        count2++;
    }

在上面的代碼中，count1和count2為兩個(gè)不同的自增操作，因此對(duì)于count1和count2來(lái)說(shuō)是兩個(gè)不同的臨界區(qū)資源。當(dāng)一個(gè)線程進(jìn)入incrementCount方法中時(shí)，會(huì)對(duì)整個(gè)方法進(jìn)行加鎖，在對(duì)count1進(jìn)行自增操作時(shí)，也會(huì)占用count2的資源，相當(dāng)于占用全部的資源。只有等到這個(gè)線程執(zhí)行完count1++和count2++的操作時(shí)，釋放鎖時(shí)，其它線程才能拿到鎖資源進(jìn)入incrementCount方法。

但是這樣會(huì)影響程序的性能。因?yàn)閏ount1++和count2++為兩個(gè)互不影響的兩個(gè)臨界區(qū)資源，當(dāng)線程拿到鎖，會(huì)占用兩個(gè)資源，使得臨界區(qū)資源進(jìn)行閑置等待，因此可以優(yōu)化代碼，讓synchronized鎖修飾代碼塊。

修改后的代碼：

    private Long count1=0L;
    private Long count2=0L;
    public Object count1Lock=new Object();
    public Object count2Lock=new Object();
    public void incrementCount(){
        synchronized (count1Lock){
            count1++;
        }
        synchronized (count2Lock){
            count2++;
        }
    }

上面代碼中，對(duì)count1和count2分別建立了對(duì)象鎖count1Lock和count2Lock，而沒(méi)有對(duì)incrementCount加鎖，意為當(dāng)一個(gè)線程進(jìn)入incrementCount方法時(shí)，其他線程也能進(jìn)入此方法，當(dāng)線程1拿到count1Lock對(duì)象鎖時(shí)，不影響線程2拿到count2Lock對(duì)象鎖來(lái)對(duì)count2執(zhí)行自增操作。

這樣既提高了程序的執(zhí)行效率，同時(shí)，由于臨界區(qū)資源都加了鎖，incrementCount方法也是線程安全的。

到此這篇關(guān)于Java Synchronized鎖的使用詳解的文章就介紹到這了,更多相關(guān)Java Synchronized鎖內(nèi)容請(qǐng)搜索腳本之家以前的文章或繼續(xù)瀏覽下面的相關(guān)文章希望大家以后多多支持腳本之家！

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