传统线程互斥技术—synchronized

发布日期:2019-07-09

在多个线程同时操作相同资源的时候,就会遇到并发的问题,如银行转账啊、售票系统啊等。为了避免这些问题的出现,我们可以使用synchronized关键字来解决,下面针对synchronized常见的用法做一个总结。首先写一个存在并发问题的程序,如下:

public class TraditionalThreadSynchronized { public static void main(String[] args) { //在静态方法中不能new内部类的实例对象 //private Outputer outputer = new Outputer() new TraditionalThreadSynchronized().init() } private void init() { final Outputer outputer = new Outputer() //线程1打印:duoxiancheng new Thread(new Runnable() { @Override public void run() { while(true) { try { Thread.sleep(5) } catch (InterruptedException e) { // TODO Auto-generated catch block e.printStackTrace() } outputer.output1("duoxiancheng") } } }).start() //线程2打印:eson15 new Thread(new Runnable() { @Override public void run() { while(true) { try { Thread.sleep(5) } catch (InterruptedException e) { // TODO Auto-generated catch block e.printStackTrace() } outputer.output1("eson15") } } }).start() } static class Outputer { //自定义一个字符串打印方法,一个个字符的打印 public void output1(String name) { int len = name.length() for(int i = 0 i < len i++) { System.out.print(name.charAt(i)) } System.out.println("") } }}

在内部类Outputer中定义了一个打印字符串的方法,一个字符一个字符的打印,这样比较容易直观的看出并发问题,因为字符顺序打乱了就说明出现问题了。然后在init方法中开启两个线程,一个线程打印“duoxiancheng”,另一个线程打印“eson15”。看一下运行结果:

eson15duoxianchengeson15duoxianchengduoxianchengeson15esduoxianchengon15duoxiancheng

已经出现问题了,为了解决这个问题,可以使用synchronized同步代码块来对公共部分进行同步操作,但是需要给它一把锁,这把锁是一个对象,可以是任意一个对象,但是前提是,两个线程使用的必须是同一个对象锁才可以,这很好理解。那么下面在output1()方法中加入synchronized代码块:

static class Outputer { private String token = "" //定义一个锁 public void output1(String name) { synchronized(token) //任何一个对象都可以作为参数,但是该对象对于两个线程来说是同一个才行 //如果用name就不行了,因为不同的线程进来name是不一样的,不是同一个name { int len = name.length() for(int i = 0 i < len i++) { System.out.print(name.charAt(i)) } System.out.println("") } }}

经过上面的改造,线程安全问题就基本解决了,但是还可以再往下引申,如果在方法上加synchronized关键字的话,那么这个同步锁是什么呢?我们在Outputer类中再写一个output2()方法:

static class Outputer { private String token = "" //定义一个锁 public void output1(String name) { synchronized(token) //任何一个对象都可以作为参数,但是该对象对于两个线程来说是同一个才行 { int len = name.length() for(int i = 0 i < len i++) { System.out.print(name.charAt(i)) } System.out.println("") } } public synchronized void output2(String name) { int len = name.length() for(int i = 0 i < len i++) { System.out.print(name.charAt(i)) } System.out.println("") } }

方法内部实现逻辑一模一样,唯一不同的就是synchronized加在了方法上,那么我们让init()方法中的两个线程中,一个调用output1(String name)方法,另一个调用output2(String name)方法,从结果中能看出,线程安全问题又出现了。产生问题的原因不难发现:现在两个方法都加了synchronized,但是两个线程在调用两个不同的方法还是出现了问题,也就是说,还是各玩各的……那么问题就出在这个锁上,说明两者并没有使用同一把锁!如果我们把output1()方法中synchronized中的token改成this,再运行就没问题了,这说明一点:synchronized关键字修饰方法的时候,同步锁是this,即等效于代码块synchronized(this) {...}再继续往下引申,现在在Outputer类中再写一个静态方法output3(String name),并且也让synchronized去修饰这个静态方法。

static class Outputer { private String token = "" //定义一个锁 public void output1(String name) { synchronized(token) //任何一个对象都可以作为参数,但是该对象对于两个线程来说是同一个才行 { int len = name.length() for(int i = 0 i < len i++) { System.out.print(name.charAt(i)) } System.out.println("") } } public static synchronized void output3(String name) { int len = name.length() for(int i = 0 i < len i++) { System.out.print(name.charAt(i)) } System.out.println("") } }}

然后在init()方法中一个线程调用output1()方法,另一个线程调用output3()方法。毫无疑问,肯定又会出现线程安全问题。但是如何解决呢?因为static方法在类加载的时候就加载了,所以这个锁应该是类的字节码对象。那么将token改为Outputer.class就解决问题了,这说明一点:synchronized关键字修饰static方法的时候,同步锁是该类的字节码对象,即等效于代码块synchronized(classname.class) {...}  最后再总结一下:

同步代码块的锁是任意对象。只要不同的线程都执行同一个同步代码块的时候,这个锁随便设。同步函数的锁是固定的this。当需要和同步函数中的逻辑实行同步的时候,代码块中的锁必须为this。静态同步函数的锁是该函数所属类的字节码文件对象。该对象可以用this.getClass()方法获取,也可以使用 当前类名.class 表示。