Java多线程程序中synchronized修饰方法的使用实例
程序员文章站
2024-03-12 13:52:44
在java 5以前，是用synchronized关键字来实现锁的功能。
synchronized关键字可以作为方法的修饰符（同步方法），也可作用于函数内的语句（同步代码块...
在java 5以前，是用synchronized关键字来实现锁的功能。
synchronized关键字可以作为方法的修饰符（同步方法），也可作用于函数内的语句（同步代码块）。
掌握synchronized，关键是要掌握把那个东西作为锁。对于类的非静态方法（成员方法）而言，意味着要取得对象实例的锁；对于类的静态方法（类方法）而言，要取得类的class对象的锁；对于同步代码块，要指定取得的是哪个对象的锁。同步非静态方法可以视为包含整个方法的synchronized(this) { … }代码块。
不管是同步代码块还是同步方法，每次只有一个线程可以进入（在同一时刻最多只有一个线程执行该段代码。），如果其他线程试图进入（不管是同一同步块还是不同的同步块），jvm会将它们挂起（放入到等锁池中）。这种结构在并发理论中称为临界区（critical section）。
在jvm内部，为了提高效率，同时运行的每个线程都会有它正在处理的数据的缓存副本，当我们使用synchronzied进行同步的时候，真正被同步的是在不同线程中表示被锁定对象的内存块（副本数据会保持和主内存的同步，现在知道为什么要用同步这个词汇了吧），简单的说就是在同步块或同步方法执行完后，对被锁定的对象做的任何修改要在释放锁之前写回到主内存中；在进入同步块得到锁之后，被锁定对象的数据是从主内存中读出来的，持有锁的线程的数据副本一定和主内存中的数据视图是同步的 。
下面举具体的例子来说明synchronized的各种情况。
synchronized同步方法
首先来看同步方法的例子：
public class synchronizedtest1 extends thread
{
private synchronized void testsynchronizedmethod()
{
for (int i = 0; i < 10; i++)
{
system.out.println(thread.currentthread().getname()
+ " testsynchronizedmethod:" + i);
try
{
thread.sleep(100);
}
catch (interruptedexception e)
{
e.printstacktrace();
}
}
}
@override
public void run()
{
testsynchronizedmethod();
}
public static void main(string[] args)
{
synchronizedtest1 t = new synchronizedtest1();
t.start();
t.testsynchronizedmethod();
}
}
运行该程序输出结果为：
main testsynchronizedmethod:0 main testsynchronizedmethod:1 main testsynchronizedmethod:2 main testsynchronizedmethod:3 main testsynchronizedmethod:4 main testsynchronizedmethod:5 main testsynchronizedmethod:6 main testsynchronizedmethod:7 main testsynchronizedmethod:8 main testsynchronizedmethod:9 thread-0 testsynchronizedmethod:0 thread-0 testsynchronizedmethod:1 thread-0 testsynchronizedmethod:2 thread-0 testsynchronizedmethod:3 thread-0 testsynchronizedmethod:4 thread-0 testsynchronizedmethod:5 thread-0 testsynchronizedmethod:6 thread-0 testsynchronizedmethod:7 thread-0 testsynchronizedmethod:8 thread-0 testsynchronizedmethod:9
可以看到testsynchronizedmethod方法在两个线程之间同步执行。
如果此时将main方法修改为如下所示，则两个线程并不能同步执行，因为此时两个线程的同步监视器不是同一个对象，不能起到同步的作用。
public static void main(string[] args)
{
thread t = new synchronizedtest1();
t.start();
thread t1 = new synchronizedtest1();
t1.start();
}
此时输出结果如下所示：
thread-0 testsynchronizedmethod:0 thread-1 testsynchronizedmethod:0 thread-0 testsynchronizedmethod:1 thread-1 testsynchronizedmethod:1 thread-0 testsynchronizedmethod:2 thread-1 testsynchronizedmethod:2 thread-0 testsynchronizedmethod:3 thread-1 testsynchronizedmethod:3 thread-0 testsynchronizedmethod:4 thread-1 testsynchronizedmethod:4 thread-0 testsynchronizedmethod:5 thread-1 testsynchronizedmethod:5 thread-0 testsynchronizedmethod:6 thread-1 testsynchronizedmethod:6 thread-0 testsynchronizedmethod:7 thread-1 testsynchronizedmethod:7 thread-0 testsynchronizedmethod:8 thread-1 testsynchronizedmethod:8 thread-0 testsynchronizedmethod:9 thread-1 testsynchronizedmethod:9
若想修改后的main方法能够在两个线程之间同步运行，需要将testsynchronizedmethod方法声明为静态方法，这样两个线程的监视器是同一个对象（类对象），能够同步执行。修改后的代码如下所示：
public class synchronizedtest1 extends thread
{
private static synchronized void testsynchronizedmethod()
{
for (int i = 0; i < 10; i++)
{
system.out.println(thread.currentthread().getname()
+ " testsynchronizedmethod:" + i);
try
{
thread.sleep(100);
}
catch (interruptedexception e)
{
e.printstacktrace();
}
}
}
@override
public void run()
{
testsynchronizedmethod();
}
public static void main(string[] args)
{
thread t = new synchronizedtest1();
t.start();
thread t1 = new synchronizedtest1();
t1.start();
}
}
输出结果如下：
thread-0 testsynchronizedmethod:0 thread-0 testsynchronizedmethod:1 thread-0 testsynchronizedmethod:2 thread-0 testsynchronizedmethod:3 thread-0 testsynchronizedmethod:4 thread-0 testsynchronizedmethod:5 thread-0 testsynchronizedmethod:6 thread-0 testsynchronizedmethod:7 thread-0 testsynchronizedmethod:8 thread-0 testsynchronizedmethod:9 thread-1 testsynchronizedmethod:0 thread-1 testsynchronizedmethod:1 thread-1 testsynchronizedmethod:2 thread-1 testsynchronizedmethod:3 thread-1 testsynchronizedmethod:4 thread-1 testsynchronizedmethod:5 thread-1 testsynchronizedmethod:6 thread-1 testsynchronizedmethod:7 thread-1 testsynchronizedmethod:8 thread-1 testsynchronizedmethod:9
同步块的情况与同步方法类似，只是同步块将同步控制的粒度缩小，这样能够更好的发挥多线程并行执行的效率。
使用this对象控制同一对象实例之间的同步：
public class synchronizedtest2 extends thread
{
private void testsynchronizedblock()
{
synchronized (this)
{
for (int i = 0; i < 10; i++)
{
system.out.println(thread.currentthread().getname()
+ " testsynchronizedblock:" + i);
try
{
thread.sleep(100);
}
catch (interruptedexception e)
{
e.printstacktrace();
}
}
}
}
@override
public void run()
{
testsynchronizedblock();
}
public static void main(string[] args)
{
synchronizedtest2 t = new synchronizedtest2();
t.start();
t.testsynchronizedblock();
}
}
输出结果：
main testsynchronizedblock:0 main testsynchronizedblock:1 main testsynchronizedblock:2 main testsynchronizedblock:3 main testsynchronizedblock:4 main testsynchronizedblock:5 main testsynchronizedblock:6 main testsynchronizedblock:7 main testsynchronizedblock:8 main testsynchronizedblock:9 thread-0 testsynchronizedblock:0 thread-0 testsynchronizedblock:1 thread-0 testsynchronizedblock:2 thread-0 testsynchronizedblock:3 thread-0 testsynchronizedblock:4 thread-0 testsynchronizedblock:5 thread-0 testsynchronizedblock:6 thread-0 testsynchronizedblock:7 thread-0 testsynchronizedblock:8 thread-0 testsynchronizedblock:9
使用class对象控制不同实例之间的同步：
public class synchronizedtest2 extends thread
{
private void testsynchronizedblock()
{
synchronized (synchronizedtest2.class)
{
for (int i = 0; i < 10; i++)
{
system.out.println(thread.currentthread().getname()
+ " testsynchronizedblock:" + i);
try
{
thread.sleep(100);
}
catch (interruptedexception e)
{
e.printstacktrace();
}
}
}
}
@override
public void run()
{
testsynchronizedblock();
}
public static void main(string[] args)
{
thread t = new synchronizedtest2();
t.start();
thread t2 = new synchronizedtest2();
t2.start();
}
}
输出结果：
thread-0 testsynchronizedblock:0 thread-0 testsynchronizedblock:1 thread-0 testsynchronizedblock:2 thread-0 testsynchronizedblock:3 thread-0 testsynchronizedblock:4 thread-0 testsynchronizedblock:5 thread-0 testsynchronizedblock:6 thread-0 testsynchronizedblock:7 thread-0 testsynchronizedblock:8 thread-0 testsynchronizedblock:9 thread-1 testsynchronizedblock:0 thread-1 testsynchronizedblock:1 thread-1 testsynchronizedblock:2 thread-1 testsynchronizedblock:3 thread-1 testsynchronizedblock:4 thread-1 testsynchronizedblock:5 thread-1 testsynchronizedblock:6 thread-1 testsynchronizedblock:7 thread-1 testsynchronizedblock:8 thread-1 testsynchronizedblock:9
使用synchronized关键字进行同步控制时，一定要把握好对象监视器，只有获得监视器的进程可以运行，其它都需要等待获取监视器。任何一个非null的对象都可以作为对象监视器，当synchronized作用在方法上时，锁住的便是对象实例（this）；当作用在静态方法时锁住的便是对象对应的class实例
两个线程同时访问一个对象的同步方法
当两个并发线程访问同一个对象的同步方法时，只能有一个线程得到执行。另一个线程必须等待当前线程执行完这个以后才能执行。
public class twothread {
public static void main(string[] args) {
final twothread twothread = new twothread();
thread t1 = new thread(new runnable() {
public void run() {
twothread.syncmethod();
}
}, "a");
thread t2 = new thread(new runnable() {
public void run() {
twothread.syncmethod();
}
}, "b");
t1.start();
t2.start();
}
public synchronized void syncmethod() {
for (int i = 0; i < 5; i++) {
system.out.println(thread.currentthread().getname() + " : " + i);
try {
thread.sleep(500);
} catch (interruptedexception ie) {
}
}
}
}
输出结果：
a : 0 a : 1 a : 2 a : 3 a : 4 b : 0 b : 1 b : 2 b : 3 b : 4
两个线程访问的是两个对象的同步方法
这种情况下，synchronized不起作用，跟普通的方法一样。因为对应的锁是各自的对象。
public class twoobject {
public static void main(string[] args) {
final twoobject object1 = new twoobject();
thread t1 = new thread(new runnable() {
public void run() {
object1.syncmethod();
}
}, "object1");
t1.start();
final twoobject object2 = new twoobject();
thread t2 = new thread(new runnable() {
public void run() {
object2.syncmethod();
}
}, "object2");
t2.start();
}
public synchronized void syncmethod() {
for (int i = 0; i < 5; i++) {
system.out.println(thread.currentthread().getname() + " : " + i);
try {
thread.sleep(500);
} catch (interruptedexception ie) {
}
}
}
}
其中一种可能的输出结果：
object2 : 0 object1 : 0 object1 : 1 object2 : 1 object2 : 2 object1 : 2 object2 : 3 object1 : 3 object1 : 4 object2 : 4
两个线程访问的是synchronized的静态方法
这种情况，由于锁住的是class，在任何时候，该静态方法只有一个线程可以执行。
同时访问同步方法与非同步方法
当一个线程访问对象的一个同步方法时，另一个线程仍然可以访问该对象中的非同步方法。
public class syncandnosync {
public static void main(string[] args) {
final syncandnosync syncandnosync = new syncandnosync();
thread t1 = new thread(new runnable() {
public void run() {
syncandnosync.syncmethod();
}
}, "a");
t1.start();
thread t2 = new thread(new runnable() {
public void run() {
syncandnosync.nosyncmethod();
}
}, "b");
t2.start();
}
public synchronized void syncmethod() {
for (int i = 0; i < 5; i++) {
system.out.println(thread.currentthread().getname() + " at syncmethod(): " + i);
try {
thread.sleep(500);
} catch (interruptedexception ie) {
}
}
}
public void nosyncmethod() {
for (int i = 0; i < 5; i++) {
system.out.println(thread.currentthread().getname() + " at nosyncmethod(): " + i);
try {
thread.sleep(500);
} catch (interruptedexception ie) {
}
}
}
}
一种可能的输出结果：
b at nosyncmethod(): 0 a at syncmethod(): 0 b at nosyncmethod(): 1 a at syncmethod(): 1 b at nosyncmethod(): 2 a at syncmethod(): 2 b at nosyncmethod(): 3 a at syncmethod(): 3 a at syncmethod(): 4 b at nosyncmethod(): 4
访问同一个对象的不同同步方法
当一个线程访问一个对象的同步方法a时，其他线程对该对象中所有其它同步方法的访问将被阻塞。因为第一个线程已经获得了对象锁，其他线程得不到锁，则虽然是访问不同的方法，但是没有获得锁，也无法访问。
public class twosyncmethod {
public static void main(string[] args) {
final twosyncmethod twosyncmethod = new twosyncmethod();
thread t1 = new thread(new runnable() {
public void run() {
twosyncmethod.syncmethod1();
}
}, "a");
t1.start();
thread t2 = new thread(new runnable() {
public void run() {
twosyncmethod.syncmethod2();
}
}, "b");
t2.start();
}
public synchronized void syncmethod1() {
for (int i = 0; i < 5; i++) {
system.out.println(thread.currentthread().getname() + " at syncmethod1(): " + i);
try {
thread.sleep(500);
} catch (interruptedexception ie) {
}
}
}
public synchronized void syncmethod2() {
for (int i = 0; i < 5; i++) {
system.out.println(thread.currentthread().getname() + " at syncmethod2(): " + i);
try {
thread.sleep(500);
} catch (interruptedexception ie) {
}
}
}
}
输出结果：
a at syncmethod1(): 0 a at syncmethod1(): 1 a at syncmethod1(): 2 a at syncmethod1(): 3 a at syncmethod1(): 4 b at syncmethod2(): 0 b at syncmethod2(): 1 b at syncmethod2(): 2 b at syncmethod2(): 3 b at syncmethod2(): 4