Java基础-多线程-③线程同步之synchronized

使用线程同步解决多线程安全问题　　上一篇 Java基础-多线程-②多线程的安全问题 中我们说到多线程可能引发的安全问题，原因在于多个线程共享了数据，且一个线程在操作(多为写操作)数据的过程中，另一个线程也对数据进行了操作，从而导致数据出错。由此我们想到一个解决的思路：将操作共享数据的代码行作为一个整体，同一时间只允许一个线程执行，执行过程中其他线程不能参与执行。线程同步就是用来实现这样的机制。synchronized代码块　　Java中提供了synchronized关键字，将可能引发安全问题的代码包裹在synchronized代码块中，表示这些代码需要进行线程同步。synchronized代码块的语法格式为：1 synchronized (expression){2 //需要同步的代码3 }其中，expression必须是一个引用类型的变量，这里我们可以理解为任意的一个Java对象，否则编译出错。下面的例子中我们使用了一个Object对象obj。 1 class Dog implements Runnable { 2 private int t = 100; 3 private Object obj = new Object(); 4 5 @Override 6 public void run() { 7 while (true) { 8 9 synchronized (obj) {10 if (t > 0) {11 try {12 Thread.sleep(100);13 System.out.println("当前线程：" + Thread.currentThread().getName() + "---" + t--);14 } catch (InterruptedException e) {}15 }16 }17 18 }19 }20 }这时候，一个线程在执行完整个代码块(或者非正常结束)之后，其他的线程才有机会进入代码块执行，就不会出现“打印的t小于1”的情况了，简单的实现了代码的同步。线程同步的机制和同步锁　　上面线程同步的效果是怎么实现的呢？Java中任意的对象都可以作为一个监听器(monitor)，监听器可以被上锁和解锁，在线程同步中称为同步锁，且同步锁在同一时间只能被一个线程所持有。上面的obj对象就是一个同步锁，分析一下上面代码的执行过程：•一个线程执行到synchronized代码块，首先检查obj，如果obj为空，抛出NullPointerExpression异常；•如果obj不为空，线程尝试给监听器上锁，如果监听器已经被锁，则线程不能获取到锁，线程就被阻塞；•如果监听器没被锁，则线程将监听器上锁，并且持有该锁，然后执行代码块；•代码块正常执行结束或者非正常结束，监听器都将自动解锁；所以，一个线程执行代码块时，持有了同步锁，其他线程就不能获取到锁，也就不能进入代码块执行，只能等待锁被释放。这时候我们思考这样一个问题：在synchronized代码块中如果我们每次传入的都是一个新的对象，能否实现同步的效果呢？如下： 1 public void run() { 2 while (true) { 3 synchronized (new Object()) { 4 if (t > 0) { 5 try { 6 Thread.sleep(100); 7 System.out.println("当前线程：" + Thread.currentThread().getName() + "---" + t--); 8 } catch (InterruptedException e) {} 9 }10 }11 }12 }显然多个线程检查的都是一个新的对象，不同的同步锁对不同的线程不具有排他性，不能实现线程同步的效果，这时候线程同步就失效了。所以线程同步的一个前提：线程同步锁对多个线程必须是互斥的，即多个线程需要使用同一个同步锁。第一段代码中obj对象被多个线程共享，能够实现同步。synchronized方法　　除了synchronized代码块，synchronized关键字还可以修饰方法，让该方法进行线程同步，效果跟同步代码块一样。 1 public synchronized void run() { 2 while (true) { 3 if (t > 0) { 4 try { 5 Thread.sleep(100); 6 System.out.println("当前线程：" + Thread.currentThread().getName() + "---" + t--); 7 } catch (InterruptedException e) {} 8 } 9 }10 }这时候synchronized后面没有了expression，从哪儿获取同步锁呢？•对于实例的同步方法，使用this即当前实例对象，如上面的dog；•对于静态的同步方法，使用当前类的字节码对象，如上面的Dog.class。也就是说使用同步方法的话，同步锁只能是this或者当前类的字节码对象。所以根据同步锁必须互斥的前提，如果同时使用synchronized代码块和synchronized方法对同一个共享资源进行线程同步，synchronized代码块的同步锁也必须跟synchronized方法一样(要么是this，要么是类的字节码对象)。同步代码块和同步方法的区别　　两者的区别主要体现在同步锁上面。对于实例的同步方法，因为只能使用this来作为同步锁，如果一个类中需要使用到多个锁，为了避免锁的冲突，必然需要使用不同的对象，这时候同步方法不能满足需求，只能使用同步代码块(同步代码块可以传入任意对象)；或者多个类中需要使用到同一个锁，这时候多个类的实例this显然是不同的，也只能使用同步代码块，传入同一个对象。