廖雪峰Java11多线程编程-2线程同步-2synchronized方法

1.对Java方法进行加锁

Java使用synchronized对一个对象进行加锁，也就可使用synchronized对一个方法进行加锁。
在执行synchronized语句时，我们首先获得synchronized指定的锁。当我们添加synchronized语句块的时候，首先需要注意的是锁住那个对象？让线程自己决定锁住哪个对象，不是一个好的设计。更好的方法是通过数据封装，把同步逻辑封装到持有数据的实例中。

1.1 同步方法

由于多线程访问实例变量的时候，可能会出现同步问题，所以在add和dec方法中把this对象加锁，这样就可以保证对任何一个count实例，多线程访问的时候都是安全的。当我们对this进行加锁的时候，我们可以用synchronized来修饰这个方法，这样就把同步的代码块变为方法级别。
用synchronized修饰的方法相当于在方法内部用synchronized锁住this变量，这2种方法是完全等价的

注意：如果方法内的语句不在同步代码块内，就不再等价。

1.2 静态方法：锁住的是Class实例

如果对静态方法使用synchronized修饰符，锁住的将是当前class的Class实例。

2 示例

class Counter{
    int count = 0;
    public synchronized void add(int n){
        count += n;
    }
    public synchronized void dec(int n){
        count -= n;
    }
    public int get(){//读取一个int类型是原子操作，不需要同步
        return count;
    }
}
class AddThread extends Thread {
    Counter counter;

    public AddThread(Counter counter) {
        this.counter = counter;
    }

    public void run() {
        for (int i = 0; i < Main.LOOP; i++) {
            counter.add(1);
        }
    }
}
class DecThread extends Thread{
    Counter counter;
    public DecThread(Counter counter){
        this.counter = counter;
    }
    public void run(){
        for(int i=0;i<Main.LOOP;i++){
            counter.dec(1);
        }
    }
}

public class Main{
    static final int LOOP=10000;
    public static void main(String[] args) throws InterruptedException{
        Counter counter  = new Counter();
        Thread t1 = new AddThread(counter);
        Thread t2 = new DecThread(counter);
        t1.start();
        t2.start();
        t1.join();
        t2.join();
        System.out.println(counter.get());
    }
}

3.读取方法是否需要同步？

在这个例子中，value是int类型，读取int类型是原子操作，是不需要同步的。

    public int get(){ //读取一个int类型是原子操作，不用同步
        return count;
    }

但是把代码改一下，把value变成一个长度为2的int数组。就会发现，读方法仍然需要同步。否则在执行完result[0]=this.value[0]时，如果其他线程改变了value数组，会导致读取的结果不一致，所以读方法通常也需要同步。

    public synchronized int[] get(){
        int[] result = new int[2];
        result[0] = this.value[0];
        result[1] = this.value[1];//读取完result[0]，如果其他线程改变了result[1]的值，会导致读取的结果不一致。
        return result;
    }

4.线程安全与非线程安全

4.1线程安全

如果一个类被设计为允许多线程正确访问， 这个类就是“线程安全”的(thread-safe)，如java.lang.StringBuffer，其方法全部是用synchronized修饰的。

线程安全的类：

• 不变类：String,Integer,LocalDate。不变类因为一旦创建，实例内部的成员变量无法改变，所以多线程只能读，不能写，不需要同步，就是安全的。
• 没有成员变量的类：Math，这些工具类只提供了静态方法，没有成员变量。所以也是线程安全的。
• 正确使用synchronized的类：StringBuffer

4.2 其他的类都是非线程安全的类：

• 不能在多线程中共享实例并修改：ArrayList
• 可以在多线程中以只读方式共享

5.总结：

• 用synchronized修饰方法可以把整个方法变为同步代码块
• synchronized方法加锁对象是this
• 通过合理的设计和数据封装可以让一个类变为线程安全
• 一个类没有特殊说明，默认不是thread-safe
• 多线程能否访问某个非线程安全的实例，需要具体问题具体分析