来源:http://www.itzhai.com/java-based-notebook-thread-synchronization-problem-solving-synchronization-problems-synchronized-block-synchronized-methods.html
在多线程中,可能有多个线程试图访问一个有限的资源,必须预防这种情况的发生。所以引入了同步机制:在线程使用一个资源时为其加锁,这样其他的线程便不能访问那个资源了,直到解锁后才可以访问。
成员变量:
如果一个变量是成员变量,那么多个线程对同一个对象的成员变量进行操作,这多个线程是共享一个成员变量的。
局部变量:
如果一个变量是局部变量,那么多个线程对同一个对象进行操作,每个线程都会有一个该局部变量的拷贝。他们之间的局部变量互不影响。
实现了Runnable的线程类:
class MyThread3 implements Runnable{ //两个线程操作同一个对象,共享成员变量 //int i; @Override public void run() { //两个线程操作同一个对象,各自保存局部变量的拷贝 int i = 0; while(i<100){ System.out.println(i); i++; try { Thread.sleep(100); } catch (InterruptedException e) { e.printStackTrace(); } } } }
在main方法中用两个线程操作同一个对象:
public static void main(String[] args) { MyThread3 myThread = new MyThread3(); //下面两个线程对同一个对象(Runnable的实现类对象)进行操作 Thread thread = new Thread(myThread); Thread thread2 = new Thread(myThread); //各自保存局部变量的拷贝,互不影响,输出200个数字 thread.start(); thread2.start(); }
这里如果把i变成成员变量,则输出100个数字。
下面举个例子,两个线程共用一个Number对象,通过Number类的getNumber方法获取数据,读取数据并改写时,发现了重复读操作:
首先创建一个Number类:
class Number{ private int number = 10; public String getNumber(int i){ if(number > 0){ try { Thread.sleep(100); } catch (InterruptedException e) { e.printStackTrace(); } number -= i; return "取出"+i+"成功,剩余数量:"+number; } return "取出"+i+"失败,剩余数量:"+number; } }
线程类,在线程类中的私有属性包含了Number类的引用:
class MyThread4 extends Thread{ //两个线程操作同一个对象,共享成员变量 Number number; public MyThread4(Number number){ this.number = number; } @Override public void run() { System.out.println(number.getNumber(8)); } }
在main函数中创建两个线程类,包含了同一个Number类实例的引用:
public static void main(String[] args) { Number number = new Number(); //两个线程操作同一个对象,共享对象number的成员变量number MyThread4 myThread = new MyThread4(number); MyThread4 myThread2 = new MyThread4(number); myThread.start(); myThread2.start(); }
运行结果:
取出8成功,剩余数量:2
取出8成功,剩余数量:-6
这样,当第一个线程读取Number中的number变量时先保存下来再休眠0.1秒,然后第二个线程再读取number变量并保存,此时两个线程保存了同样的数字,在修改时,也就导致修改了同一个数字两次。(注意这两个线程是不同的对象,方法加上锁(synchronized)后结果也不变)
使用synchronized关键字,该关键字修饰的方法叫做同步方法。
Java中每个对象都有一个锁或者称为监视器,当访问某个对象的synchronized方法时,表示将该对象上锁,而不仅仅是为该方法上锁。
这样如果一个对象A的synchronized方法被A对象的某个线程执行时,则对象A的其它线程无法访问该对象的任何synchronized方法,(但是可以调用其他非synchronized的方法),直至该synchronized方法执行完。但是这个类的其它对象(如B)的线程可以正常访问这个synchronized方法。
当调用一个对象的静态synchronized方法时,它锁定的并不是synchronized方法所在的对象,而是synchronized方法所在对象对应的Class对象。这样,其他线程就不能调用该类的其他静态synchronized方法了,但是可以调用非静态的synchronized方法。
结论:执行静态synchronized方法锁方法所在对象,执行非静态synchronized方法锁方法所在对象对应的Class对象。(反了没?)
下面是多线程调用静态的方法的例子,由于锁定了方法所在对象对应的Class对象,其他线程无法调用该方法所在对象其他的静态synchronized方法:
/** * 定义一个类,包含了线程类需要调用的方法 */ class Compute1{ //这时如果某个线程调用该方法, //将锁定synchronized方法所在对象对应的class对象, //而不是锁定synchronized方法所在对象 public synchronized static void execute(){ for(int i = 0; i<100; i++){ try { Thread.sleep(100); } catch (InterruptedException e) { e.printStackTrace(); } System.out.println("compute1:execute1 " + i++); } } public synchronized static void execute2(){ for(int i = 0; i<100; i++){ try { Thread.sleep(100); } catch (InterruptedException e) { e.printStackTrace(); } System.out.println("compute1:execute2 " + i++); } } }
main方法中两个线程分别调用同一个对象的两个static synchronized方法:
public static void main(String[] args) { Compute1 com = new Compute1(); Thread thread1 = new Thread1(com); Thread thread2 = new Thread2(com); thread1.start(); thread2.start(); }
一次只能调用一个静态方法,直到执行完成。
通过使用synchronized同步代码块,锁定一个对象,该对象作为可执行的标志从而达到同步的效果:
/** * 定义一个类,包含了线程类需要调用的方法 */ class Compute1{ //通过同步代码块锁定object1对象进行锁定了其他同样的synchronized代码块 private Object object1 = new Object(); public void execute(){ synchronized(object1){ for(int i = 0; i<100; i++){ try { Thread.sleep(100); } catch (InterruptedException e) { e.printStackTrace(); } System.out.println("compute1:execute1 " + i++); } } } public synchronized void execute2(){ synchronized(object1){ for(int i = 0; i<100; i++){ try { Thread.sleep(100); } catch (InterruptedException e) { e.printStackTrace(); } System.out.println("compute1:execute2 " + i++); } } } }
如果想要使用synchronized同步代码块达到和使用synchronized方法同样的效果,可以锁定this引用:
synchronized(this){ … }
synchronized同步代码块只是锁定了该代码块,代码块外面的代码还是可以被访问的。
synchronized方法是粗粒度的并发控制,某一个时刻只能有一个线程执行该synchronized方法。
synchronized同步代码块是细粒度的并发控制,只会将块中的代码同步,代码块之外的代码可以被其他线程同时访问。