Java synchronized关键_动力节点Java学院整理
synchronized原理
在java中,每一个对象有且仅有一个同步锁。这也意味着,同步锁是依赖于对象而存在。
当我们调用某对象的synchronized方法时,就获取了该对象的同步锁。例如,synchronized(obj)就获取了“obj这个对象”的同步锁。
不同线程对同步锁的访问是互斥的。也就是说,某时间点,对象的同步锁只能被一个线程获取到!通过同步锁,我们就能在多线程中,实现对“对象/方法”的互斥访问。 例如,现在有两个线程a和线程b,它们都会访问“对象obj的同步锁”。假设,在某一时刻,线程a获取到“obj的同步锁”并在执行一些操作;而此时,线程b也企图获取“obj的同步锁” —— 线程b会获取失败,它必须等待,直到线程a释放了“该对象的同步锁”之后线程b才能获取到“obj的同步锁”从而才可以运行。
synchronized基本规则
我们将synchronized的基本规则总结为下面3条,并通过实例对它们进行说明。
第一条: 当一个线程访问“某对象”的“synchronized方法”或者“synchronized代码块”时,其他线程对“该对象”的该“synchronized方法”或者“synchronized代码块”的访问将被阻塞。
第二条: 当一个线程访问“某对象”的“synchronized方法”或者“synchronized代码块”时,其他线程仍然可以访问“该对象”的非同步代码块。
第三条: 当一个线程访问“某对象”的“synchronized方法”或者“synchronized代码块”时,其他线程对“该对象”的其他的“synchronized方法”或者“synchronized代码块”的访问将被阻塞。
第一条
当一个线程访问“某对象”的“synchronized方法”或者“synchronized代码块”时,其他线程对“该对象”的该“synchronized方法”或者“synchronized代码块”的访问将被阻塞。
下面是“synchronized代码块”对应的演示程序。
class myrunable implements runnable { @override public void run() { synchronized(this) { try { for (int i = 0; i < 5; i++) { thread.sleep(); // 休眠ms system.out.println(thread.currentthread().getname() + " loop " + i); } } catch (interruptedexception ie) { } } } }
public class demo_ { public static void main(string[] args) { runnable demo = new myrunable(); // 新建“runnable对象” thread t1 = new thread(demo, "t1"); // 新建“线程t1”, t1是基于demo这个runnable对象 thread t2 = new thread(demo, "t2"); // 新建“线程t2”, t2是基于demo这个runnable对象 t.start(); // 启动“线程t” t.start(); // 启动“线程t” } }
运行结果:
t1 loop 0
t1 loop 1
t1 loop 2
t1 loop 3
t1 loop 4
t2 loop 0
t2 loop 1
t2 loop 2
t2 loop 3
t2 loop 4
结果说明:
run()方法中存在“synchronized(this)代码块”,而且t1和t2都是基于"demo这个runnable对象"创建的线程。这就意味着,我们可以将synchronized(this)中的this看作是“demo这个runnable对象”;因此,线程t1和t2共享“demo对象的同步锁”。所以,当一个线程运行的时候,另外一个线程必须等待“运行线程”释放“demo的同步锁”之后才能运行。
如果你确认,你搞清楚这个问题了。那我们将上面的代码进行修改,然后再运行看看结果怎么样,看看你是否会迷糊。修改后的源码如下:
class mythread extends thread { public mythread(string name) { super(name); } @override public void run() { synchronized(this) { try { for (int i = 0; i < 5; i++) { thread.sleep(100); // 休眠100ms system.out.println(thread.currentthread().getname() + " loop " + i); } } catch (interruptedexception ie) { } } } } public class demo1_2 { public static void main(string[] args) { thread t1 = new mythread("t1"); // 新建“线程t1” thread t2 = new mythread("t2"); // 新建“线程t2” t.start(); // 启动“线程t” t.start(); // 启动“线程t” } }
代码说明:
比较demo1_2 和 demo1_1,我们发现,demo1_2中的mythread类是直接继承于thread,而且t1和t2都是mythread子线程。
幸运的是,在“demo1_2的run()方法”也调用了synchronized(this),正如“demo1_1的run()方法”也调用了synchronized(this)一样!
那么,demo1_2的执行流程是不是和demo1_1一样呢?
运行结果:
t1 loop 0
t2 loop 0
t1 loop 1
t2 loop 1
t1 loop 2
t2 loop 2
t1 loop 3
t2 loop 3
t1 loop 4
t2 loop 4
结果说明:
如果这个结果一点也不令你感到惊讶,那么我相信你对synchronized和this的认识已经比较深刻了。否则的话,请继续阅读这里的分析。
synchronized(this)中的this是指“当前的类对象”,即synchronized(this)所在的类对应的当前对象。它的作用是获取“当前对象的同步锁”。
对于demo1_2中,synchronized(this)中的this代表的是mythread对象,而t1和t2是两个不同的mythread对象,因此t1和t2在执行synchronized(this)时,获取的是不同对象的同步锁。对于demo1_1对而言,synchronized(this)中的this代表的是myrunable对象;t1和t2共同一个myrunable对象,因此,一个线程获取了对象的同步锁,会造成另外一个线程等待。
第二条
当一个线程访问“某对象”的“synchronized方法”或者“synchronized代码块”时,其他线程仍然可以访问“该对象”的非同步代码块。
下面是“synchronized代码块”对应的演示程序。
class count { // 含有synchronized同步块的方法 public void synmethod() { synchronized(this) { try { for (int i = 0; i < 5; i++) { thread.sleep(100); // 休眠100ms system.out.println(thread.currentthread().getname() + " synmethod loop " + i); } } catch (interruptedexception ie) { } } } // 非同步的方法 public void nonsynmethod() { try { for (int i = 0; i < 5; i++) { thread.sleep(100); system.out.println(thread.currentthread().getname() + " nonsynmethod loop " + i); } } catch (interruptedexception ie) { } } } public class demo { public static void main(string[] args) { final count count = new count(); // 新建t, t会调用“count对象”的synmethod()方法 thread t = new thread( new runnable() { @override public void run() { count.synmethod(); } }, "t1"); // 新建t2, t2会调用“count对象”的nonsynmethod()方法 thread t2 = new thread( new runnable() { @override public void run() { count.nonsynmethod(); } }, "t2"); t1.start(); // 启动t1 t2.start(); // 启动t2 } }
运行结果:
t1 synmethod loop 0
t2 nonsynmethod loop 0
t1 synmethod loop 1
t2 nonsynmethod loop 1
t1 synmethod loop 2
t2 nonsynmethod loop 2
t1 synmethod loop 3
t2 nonsynmethod loop 3
t1 synmethod loop 4
t2 nonsynmethod loop 4
结果说明:
主线程中新建了两个子线程t1和t2。t1会调用count对象的synmethod()方法,该方法内含有同步块;而t2则会调用count对象的nonsynmethod()方法,该方法不是同步方法。t1运行时,虽然调用synchronized(this)获取“count的同步锁”;但是并没有造成t2的阻塞,因为t2没有用到“count”同步锁。
第三条
当一个线程访问“某对象”的“synchronized方法”或者“synchronized代码块”时,其他线程对“该对象”的其他的“synchronized方法”或者“synchronized代码块”的访问将被阻塞。
我们将上面的例子中的nonsynmethod()方法体的也用synchronized(this)修饰。修改后的源码如下:
class count { // 含有synchronized同步块的方法 public void synmethod() { synchronized(this) { try { for (int i = 0; i < 5; i++) { thread.sleep(); // 休眠ms system.out.println(thread.currentthread().getname() + " synmethod loop " + i); } } catch (interruptedexception ie) { } } } // 也包含synchronized同步块的方法 public void nonsynmethod() { synchronized(this) { try { for (int i = 0; i < 5; i++) { thread.sleep(100); system.out.println(thread.currentthread().getname() + " nonsynmethod loop " + i); } } catch (interruptedexception ie) { } } } } public class demo3 { public static void main(string[] args) { final count count = new count(); // 新建t1, t1会调用“count对象”的synmethod()方法 thread t1 = new thread( new runnable() { @override public void run() { count.synmethod(); } }, "t1"); // 新建t2, t2会调用“count对象”的nonsynmethod()方法 thread t2 = new thread( new runnable() { @override public void run() { count.nonsynmethod(); } }, "t2"); t1.start(); // 启动t1 t2.start(); // 启动t2 } }
运行结果:
t1 synmethod loop 0
t1 synmethod loop 1
t1 synmethod loop 2
t1 synmethod loop 3
t1 synmethod loop 4
t2 nonsynmethod loop 0
t2 nonsynmethod loop 1
t2 nonsynmethod loop 2
t2 nonsynmethod loop 3
t2 nonsynmethod loop 4
结果说明:
主线程中新建了两个子线程t1和t2。t1和t2运行时都调用synchronized(this),这个this是count对象(count),而t1和t2共用count。因此,在t1运行时,t2会被阻塞,等待t1运行释放“count对象的同步锁”,t2才能运行。
synchronized方法 和 synchronized代码块
“synchronized方法”是用synchronized修饰方法,而 “synchronized代码块”则是用synchronized修饰代码块。
synchronized方法示例
public synchronized void foo1() { system.out.println("synchronized methoed"); }
synchronized代码块
public void foo2() { synchronized (this) { system.out.println("synchronized methoed"); } }
synchronized代码块中的this是指当前对象。也可以将this替换成其他对象,例如将this替换成obj,则foo2()在执行synchronized(obj)时就获取的是obj的同步锁。
synchronized代码块可以更精确的控制冲突限制访问区域,有时候表现更高效率。下面通过一个示例来演示:
// demo4.java的源码 public class demo4 { public synchronized void synmethod() { for(int i=0; i<1000000; i++) ; } public void synblock() { synchronized( this ) { for(int i=0; i<1000000; i++) ; } } public static void main(string[] args) { demo4 demo = new demo4(); long start, diff; start = system.currenttimemillis(); // 获取当前时间(millis) demo.synmethod(); // 调用“synchronized方法” diff = system.currenttimemillis() - start; // 获取“时间差值” system.out.println("synmethod() : "+ diff); start = system.currenttimemillis(); // 获取当前时间(millis) demo.synblock(); // 调用“synchronized方法块” diff = system.currenttimemillis() - start; // 获取“时间差值” system.out.println("synblock() : "+ diff); } }
(某一次)执行结果:
synmethod() : 11
synblock() : 3
实例锁 和 全局锁
实例锁 -- 锁在某一个实例对象上。如果该类是单例,那么该锁也具有全局锁的概念。
实例锁对应的就是synchronized关键字。
全局锁 -- 该锁针对的是类,无论实例多少个对象,那么线程都共享该锁。
全局锁对应的就是static synchronized(或者是锁在该类的class或者classloader对象上)。
关于“实例锁”和“全局锁”有一个很形象的例子:
pulbic class something { public synchronized void issynca(){} public synchronized void issyncb(){} public static synchronized void csynca(){} public static synchronized void csyncb(){} }
假设,something有两个实例x和y。分析下面4组表达式获取的锁的情况。
(01) x.issynca()与x.issyncb()
(02) x.issynca()与y.issynca()
(03) x.csynca()与y.csyncb()
(04) x.issynca()与something.csynca()
(01) 不能被同时访问。因为issynca()和issyncb()都是访问同一个对象(对象x)的同步锁!
// locktest1.java的源码 class something { public synchronized void issynca(){ try { for (int i = 0; i < 5; i++) { thread.sleep(); // 休眠ms system.out.println(thread.currentthread().getname()+" : issynca"); } }catch (interruptedexception ie) { } } public synchronized void issyncb(){ try { for (int i = 0; i < 5; i++) { thread.sleep(100); // 休眠100ms system.out.println(thread.currentthread().getname()+" : issyncb"); } }catch (interruptedexception ie) { } } } public class locktest { something x = new something(); something y = new something(); // 比较(01) x.issynca()与x.issyncb() private void test1() { // 新建t11, t11会调用 x.issynca() thread t11 = new thread( new runnable() { @override public void run() { x.issynca(); } }, "t11"); // 新建t12, t12会调用 x.issyncb() thread t12 = new thread( new runnable() { @override public void run() { x.issyncb(); } }, "t12"); t11.start(); // 启动t11 t12.start(); // 启动t12 } public static void main(string[] args) { locktest1 demo = new locktest1(); demo.test1(); } }
运行结果:
t11 : issynca
t11 : issynca
t11 : issynca
t11 : issynca
t11 : issynca
t12 : issyncb
t12 : issyncb
t12 : issyncb
t12 : issyncb
t12 : issyncb
(02) 可以同时被访问。因为访问的不是同一个对象的同步锁,x.issynca()访问的是x的同步锁,而y.issynca()访问的是y的同步锁。
// locktest2.java的源码 class something { public synchronized void issynca(){ try { for (int i = 0; i < 5; i++) { thread.sleep(100); // 休眠100ms system.out.println(thread.currentthread().getname()+" : issynca"); } }catch (interruptedexception ie) { } } public synchronized void issyncb(){ try { for (int i = 0; i < 5; i++) { thread.sleep(100); // 休眠100ms system.out.println(thread.currentthread().getname()+" : issyncb"); } }catch (interruptedexception ie) { } } public static synchronized void csynca(){ try { for (int i = 0; i < 5; i++) { thread.sleep(100); // 休眠100ms system.out.println(thread.currentthread().getname()+" : csynca"); } }catch (interruptedexception ie) { } } public static synchronized void csyncb(){ try { for (int i = 0; i < 5; i++) { thread.sleep(100); // 休眠100ms system.out.println(thread.currentthread().getname()+" : csyncb"); } }catch (interruptedexception ie) { } } } public class locktest2 { something x = new something(); something y = new something(); // 比较(02) x.issynca()与y.issynca() private void test2() { // 新建t21, t21会调用 x.issynca() thread t21 = new thread( new runnable() { @override public void run() { x.issynca(); } }, "t21"); // 新建t22, t22会调用 x.issyncb() thread t22 = new thread( new runnable() { @override public void run() { y.issynca(); } }, "t22"); t21.start(); // 启动t21 t22.start(); // 启动t22 } public static void main(string[] args) { locktest2 demo = new locktest2(); demo.test2(); } }
运行结果:
t21 : issynca
t22 : issynca
t21 : issynca
t22 : issynca
t21 : issynca
t22 : issynca
t21 : issynca
t22 : issynca
t21 : issynca
t22 : issynca
(03) 不能被同时访问。因为csynca()和csyncb()都是static类型,x.csynca()相当于something.issynca(),y.csyncb()相当于something.issyncb(),因此它们共用一个同步锁,不能被同时反问。
// locktest3.java的源码 class something { public synchronized void issynca(){ try { for (int i = 0; i < 5; i++) { thread.sleep(); // 休眠ms system.out.println(thread.currentthread().getname()+" : issynca"); } }catch (interruptedexception ie) { } } public synchronized void issyncb(){ try { for (int i = 0; i < 5; i++) { thread.sleep(100); // 休眠100ms system.out.println(thread.currentthread().getname()+" : issyncb"); } }catch (interruptedexception ie) { } } public static synchronized void csynca(){ try { for (int i = 0; i < 5; i++) { thread.sleep(100); // 休眠100ms system.out.println(thread.currentthread().getname()+" : csynca"); } }catch (interruptedexception ie) { } } public static synchronized void csyncb(){ try { for (int i = 0; i < 5; i++) { thread.sleep(100); // 休眠100ms system.out.println(thread.currentthread().getname()+" : csyncb"); } }catch (interruptedexception ie) { } } } public class locktest3 { something x = new something(); something y = new something(); // 比较(03) x.csynca()与y.csyncb() private void test3() { // 新建t31, t31会调用 x.issynca() thread t31 = new thread( new runnable() { @override public void run() { x.csynca(); } }, "t31"); // 新建t32, t32会调用 x.issyncb() thread t32 = new thread( new runnable() { @override public void run() { y.csyncb(); } }, "t32"); t31.start(); // 启动t31 t32.start(); // 启动t32 } public static void main(string[] args) { locktest3 demo = new locktest3(); demo.test3(); } }
运行结果:
t31 : csynca
t31 : csynca
t31 : csynca
t31 : csynca
t31 : csynca
t32 : csyncb
t32 : csyncb
t32 : csyncb
t32 : csyncb
t32 : csyncb
(04) 可以被同时访问。因为issynca()是实例方法,x.issynca()使用的是对象x的锁;而csynca()是静态方法,something.csynca()可以理解对使用的是“类的锁”。因此,它们是可以被同时访问的。
// locktest4.java的源码 class something { public synchronized void issynca(){ try { for (int i = 0; i < 5; i++) { thread.sleep(100); // 休眠100ms system.out.println(thread.currentthread().getname()+" : issynca"); } }catch (interruptedexception ie) { } } public synchronized void issyncb(){ try { for (int i = 0; i < 5; i++) { thread.sleep(100); // 休眠100ms system.out.println(thread.currentthread().getname()+" : issyncb"); } }catch (interruptedexception ie) { } } public static synchronized void csynca(){ try { for (int i = 0; i < 5; i++) { thread.sleep(100); // 休眠100ms system.out.println(thread.currentthread().getname()+" : csynca"); } }catch (interruptedexception ie) { } } public static synchronized void csyncb(){ try { for (int i = 0; i < 5; i++) { thread.sleep(100); // 休眠100ms system.out.println(thread.currentthread().getname()+" : csyncb"); } }catch (interruptedexception ie) { } } } public class locktest { something x = new something(); something y = new something(); // 比较(04) x.issynca()与something.csynca() private void test4() { // 新建t41, t41会调用 x.issynca() thread t = new thread( new runnable() { @override public void run() { x.issynca(); } }, "t41"); // 新建t42, t42会调用 x.issyncb() thread t42 = new thread( new runnable() { @override public void run() { something.csynca(); } }, "t42"); t41.start(); // 启动t41 t42.start(); // 启动t42 } public static void main(string[] args) { locktest4 demo = new locktest4(); demo.test4(); } }
运行结果:
t41 : issynca
t42 : csynca
t41 : issynca
t42 : csynca
t41 : issynca
t42 : csynca
t41 : issynca
t42 : csynca
t41 : issynca
t42 : csynca
以上所述是小编给大家介绍的java synchronized关键,希望对大家有所帮助
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