在Java程序运行时环境中,JVM需要对两类线程共享的数据进行协调:
1)保存在堆中的实例变量
2)保存在方法区中的类变量
这两类数据是被所有线程共享的。(程序不需要协调保存在Java 栈当中的数据。因为这些数据是属于拥有该栈的线程所私有的。)
在java虚拟机中,每个对象和类在逻辑上都是和一个监视器相关联的。对于对象来说,相关联的监视器保护对象的实例变量。对于类来说,监视器保护类的类变量。为了实现监视器的排他性监视能力,java虚拟机为每一个对象和类都关联一个锁。代表任何时候只允许一个线程拥有的特权。线程访问实例变量或者类变量不需锁。
但是如果线程获取了锁,那么在它释放这个锁之前,就没有其他线程可以获取同样数据的锁了。(锁住一个对象就是获取对象相关联的监视器)一个线程可以多次对同一个对象上锁。对于每一个对象,java虚拟机维护一个加锁计数器,线程每获得一次该对象,计数器就加1,每释放一次,计数器就减 1,当计数器值为0时,锁就被完全释放了。
java编程人员不需要自己动手加锁,对象锁是java虚拟机内部使用的。在java程序中,只需要使用synchronized块或者synchronized方法就可以标志一个监视区域。当每次进入一个监视区域时,java 虚拟机都会自动锁上对象或者类。
例1:
publicclass ThreadTest extends Thread {
privateint threadNo;
public ThreadTest(int threadNo) {
this.threadNo = threadNo;
}
publicstaticvoid main(String[] args) throws Exception {
for (int i = 1; i < 10; i++) {
new ThreadTest(i).start();
Thread.sleep(1);
}
}
@Override
publicsynchronizedvoid run() {
for (int i = 1; i < 10000; i++) {
System.out.println("No." + threadNo + ":" + i);
}
}
}
注:对于一个成员方法加synchronized关键字,这实际上是以这个成员方法所在的对象本身作为对象锁。在本例中,就是 以ThreadTest类的一个具体对象,也就是该线程自身作为对象锁的。一共十个线程,每个线程持有自己 线程对象的那个对象锁。这必然不能产生同步的效果。换句话说,如果要对这些线程进行同步,那么这些线程所持有的对象锁应当是共享且唯一的!
解决方案1:
publicclass ThreadTest2 extends Thread {
privateint threadNo;
private String lock;
public ThreadTest2(int threadNo, String lock) {
this.threadNo = threadNo;
this.lock = lock;
}
public static void main(String[] args) throws Exception {
String lock = new String("lock");
for (int i = 1; i < 10; i++) {
new ThreadTest2(i, lock).start();
Thread.sleep(1);
}
}
public void run() {
synchronized (lock) {
for (int i = 1; i < 10000; i++) {
System.out.println("No." + threadNo + ":" + i);
}
}
}
}
注:该程序通过在main方法启动10个线程之前,创建了一个String类型的对象。并通过ThreadTest2的构造函数,将这个对象赋值 给每一个ThreadTest2线程对象中的私有变量lock。根据Java方法的传值特点,我们知道,这些线程的lock变量实际上指向的是堆内存中的 同一个区域,即存放main函数中的lock变量的区域。
程序将原来run方法前的synchronized关键字去掉,换用了run方法中的一个synchronized块来实现。这个同步块的对象锁,就是 main方法中创建的那个String对象。换句话说,他们指向的是同一个String类型的对象,对象锁是共享且唯一的!
解决方案2:
public class ThreadTest3 extends Thread {
private int threadNo;
private String lock;
public ThreadTest3(int threadNo) {
this.threadNo = threadNo;
}
public static void main(String[] args) throws Exception {
for (int i = 1; i < 20; i++) {
new ThreadTest3(i).start();
Thread.sleep(1);
}
}
public static synchronized void abc(int threadNo) {
for (int i = 1; i < 10000; i++) {
System.out.println("No." + threadNo + ":" + i);
}
}
public void run() {
abc(threadNo);
}
}
注:对于同步静态方法,对象锁就是该静态方法所在的类的Class实例。
总结:1、对于同步的方法或者代码块来说,必须获得对象锁才能够进入同步方法或者代码块进行操作。
2、如果采用method级别的同步,则对象锁即为method所在的对象,如果是静态方法,对象锁即指method所在的
Class对象(唯一)。
3、对于代码块,对象锁即指synchronized(abc)中的abc。
4、同步方法,则分静态和非静态两种 。静态方法则一定会同步,非静态方法需在单例模式才生效。