java中的synchronized两种用法

来源:互联网 发布:西西软件下载 编辑:程序博客网 时间:2024/05/29 02:25

synchronized用法:


synchronized 方法和 synchronized 块。 


1、synchronized 方法:


通过在方法声明中加入synchronized关键字来声明 synchronized 方法。如: 


public synchronized void accessVal(intnewVal); 


synchronized 方法控制对类成员变量的访问:每个类实例对应一把锁,每个 synchronized方法都必须获得调用该方法的类实例的锁方能执行,否则所属线程阻塞,方法一旦执行,就独占该锁,直到从该方法返回时才将锁释放,此后被阻塞的线程方能获得该锁,重新进入可执行状态。这种机制确保了同一时刻对于每一个类实例,其所有声明为 synchronized的成员函数中至多只有一个处于可执行状态(因为至多只有一个能够获得该类实例对应的锁),从而有效避免了类成员变量的访问冲突(只要所有可能访问类成员变量的方法均被声明为synchronized)。

在 Java 中,不光是类实例,每一个类也对应一把锁,这样我们也可将类的静态成员函数声明为 synchronized,以控制其对类的静态成员变量的访问。

缺陷:若将一个大的方法声明为synchronized 将会大大影响效率,典型地,若将线程类的方法run() 声明为synchronized,由于在线程的整个生命期内它一直在运行,因此将导致它对本类任何 synchronized 方法的调用都永远不会成功。当然我们可以通过将访问类成员变量的代码放到专门的方法中,将其声明为 synchronized,并在主方法中调用来解决这一问题,但是 Java 为我们提供了更好的解决办法,那就是 synchronized 块。


2. synchronized 块:


通过synchronized关键字来声明synchronized 块。语法如下:


synchronized(syncObject) { 

//允许访问控制的代码 

}  


synchronized 块是这样一个代码块,其中的代码必须获得对象 syncObject(如前所述,可以是类实例或类)的锁方能执行,具体机制同前所述。由于可以针对任意代码块,且可任意指定上锁的对象,故灵活性较高。 synchronized(this)的一些理解 。


synchronized的一个简单例子:


public class TextThread {public static void main(String[] args) {    TxtThread tt = new TxtThread();    new Thread(tt).start();    new Thread(tt).start();    new Thread(tt).start();    new Thread(tt).start(); } }class TxtThread implements Runnable { int num = 100; String str = new String();public void run() {    synchronized (str) {     while (num > 0) {     try {       Thread.sleep(10);      } catch (Exception e) {       e.getMessage();      }      System.out.println(Thread.currentThread().getName()        + "this is " + num--);     }    } } }


上面的例子中为了制造一个时间差,也就是出错的机会,使用了Thread.sleep(10),然而,改代码想 运行结果仍然是正确的,可以看出实际上各个线程都没有影响str这个字符串的数值。如果我们将“synchronized (str) { }”去掉之后,果然str字符串乱了。


Java对多线程的支持与同步机制深受大家的喜爱,似乎看起来使用了synchronized关键字就可以轻松地解决多线程共享数据同步问题。到底如何?――还得对synchronized关键字的作用进行深入了解才可定论。


总的说来,synchronized关键字可以作为函数的修饰符,也可作为函数内的语句,也就是平时说的同步方法和同步语句块。如果再细的分类,synchronized可作用于instance变量、object reference(对象引用)、static函数和class literals(类名称字面常量)身上。


在进一步阐述之前,我们需要明确几点:


A.无论synchronized关键字加在方法上还是对象上,它取得的锁都是对象,而不是把一段代码或函数当作锁――而且同步方法很可能还会被其他线程的对象访问。

B.每个对象只有一个锁(lock)与之相关联。

C.实现同步是要很大的系统开销作为代价的,甚至可能造成死锁,所以尽量避免无谓的同步控制。


接着来讨论synchronized用到不同地方对代码产生的影响:


假设P1、P2是同一个类的不同对象,这个类中定义了以下几种情况的同步块或同步方法,P1、P2就都可以调用它们。


1. 把synchronized当作函数修饰符时,示例代码如下:

Public synchronized void methodAAA()

{

//….

}


这也就是同步方法,那这时synchronized锁定的是哪个对象呢?它锁定的是调用这个同步方法对象。也就是说,当一个对象P1在不同的线程中执行这个同步方法时,它们之间会形成互斥,达到同步的效果。但是这个对象所属的Class所产生的另一对象P2却可以任意调用这个被加了synchronized关键字的方法。


上边的示例代码等同于如下代码:


public void methodAAA()

{

synchronized (this)      // (1)

{

       //…..

}

}


(1)处的this指的是什么呢?它指的就是调用这个方法的对象,如P1。可见同步方法实质是将synchronized作用于object reference。――那个拿到了P1对象锁的线程,才可以调用P1的同步方法,而对P2而言,P1这个锁与它毫不相干。


(2).同步块,示例代码如下:


public void method3(SomeObject so)

{

    synchronized(so)

    {
       //…..
    }

}


这时,锁就是so这个对象,谁拿到这个锁谁就可以运行它所控制的那段代码。当有一个明确的对象作为锁时,就可以这样写程序,但当没有明确的对象作为锁,只是想让一段代码同步时,可以创建一个特殊的instance变量(它得是一个对象)来充当锁:


class Foo implements Runnable

{

        private byte[] lock = new byte[0]; // 特殊的instance变量

        Public void methodA()
        {

           synchronized(lock) { //… }

        }

        //…..

}


注:零长度的byte数组对象创建起来将比任何对象都经济――查看编译后的字节码:生成零长度的byte[]对象只需3条操作码,而Object lock= new Object()则需要7行操作码。


3.将synchronized作用于static 函数,示例代码如下:


Class Foo
{

    public synchronized static void methodAAA()   // 同步的static 函数
    {
        //….
    }

    public void methodBBB()
    {

       synchronized(Foo.class)   // class literal(类名称字面常量)

    }
}


   代码中的methodBBB()方法是把class literal作为锁的情况,它和同步的static函数产生的效果是一样的,取得的锁很特别,是当前调用这个方法的对象所属的类(Class,而不再是由这个Class产生的某个具体对象了)。


记得在《Effective Java》一书中看到过将 Foo.class和 P1.getClass()用于作同步锁还不一样,不能用P1.getClass()来达到锁这个Class的目的。P1指的是由Foo类产生的对象。


可以推断:如果一个类中定义了一个synchronized的static函数A,也定义了一个synchronized 的instance函数B,那么这个类的同一对象Obj在多线程中分别访问A和B两个方法时,不会构成同步,因为它们的锁都不一样。A方法的锁是Obj这个对象,而B的锁是Obj所属的那个Class。


总结:


搞清楚synchronized锁定的是哪个对象,就能帮助我们设计更安全的多线程程序。


还有一些技巧可以让我们对共享资源的同步访问更加安全:


1. 定义private 的instance变量+它的 get方法,而不要定义public/protected的instance变量。如果将变量定义为public,对象在外界可以绕过同步方法的控制而直接取得它,并改动它。这也是JavaBean的标准实现方式之一。


2. 如果instance变量是一个对象,如数组或ArrayList什么的,那上述方法仍然不安全,因为当外界对象通过get方法拿到这个instance对象的引用后,又将其指向另一个对象,那么这个private变量也就变了,岂不是很危险。 这个时候就需要将get方法也加上synchronized同步,并且,只返回这个private对象的clone()――这样,调用端得到的就是对象副本的引用了。


参考博客链接





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