[03] 线程同步 synchronized

1、线程同步概述

线程之间有可能共享一些资源，比如内存、文件、数据库等。多个线程同时读写同一份共享资源时，就可能引起冲突，所以引入了线程的“同步”机制。

所谓同步，就是说线程要有先来后到，排队执行操作，而不是同时进行操作。目的就是为了防止多个线程在访问相同数据对象时，对数据造成污染和破坏。

为了实现同步，Java中提供了“锁”的机制，可以给共享资源加上一把锁，这把锁只有一把钥匙，哪个线程获取了这把钥匙，才有权利去访问该共享资源。而实现“锁”机制的关键字，就是 synchronized

2、synchronized

synchronized 的使用很简单

• 同步方法：   访问权限修饰符  synchronized 数据返回类型 方法名() { ... }
• 同步语句块：synchronized (共享对象名) { ... }
• 不能修饰构造函数、抽象方法、成员变量

下面我们来看个简单的demo：

//Data 共享数据
public class Data {

    private static int count = 0;

    public static int getCount() {
        return count;
    }

    public static void add() {
        count++;
    }

}

//Counter 操作共享数据
public class Counter {

    public synchronized void count() {
        Data.add();
        System.out.println("current count = " + Data.getCount());
    }

}

//MyThread
public class MyThread extends Thread {

    private Counter counter;

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

    @Override
    public void run() {
        for(int i = 0; i < 50; i++) {
            counter.count();
        }
    }

}


//Test
public class Test {
    public static void main(String[] args) {
        Counter counter1 = new Counter();
        Counter counter2 = new Counter();

        Thread t1 = new MyThread(counter1);
        Thread t2 = new MyThread(counter2);
        t1.start();
        t2.start();
    }
}

//输出结果示例
...
current count = 2
current count = 2
current count = 3
current count = 4
current count = 5
current count = 6
current count = 7
...

x

 

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//Data 共享数据

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public class Data {

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    private static int count = 0;

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    public static int getCount() {

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        return count;

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    }

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    public static void add() {

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        count++;

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    }

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}

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//Counter 操作共享数据

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public class Counter {

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    public synchronized void count() {

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        Data.add();

21

        System.out.println("current count = " + Data.getCount());

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    }

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}

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//MyThread

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public class MyThread extends Thread {

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    private Counter counter;

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    public MyThread(Counter counter) {

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        this.counter = counter;

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    }

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    @Override

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    public void run() {

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        for(int i = 0; i < 50; i++) {

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            counter.count();

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        }

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    }

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}

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//Test

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public class Test {

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    public static void main(String[] args) {

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        Counter counter1 = new Counter();

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        Counter counter2 = new Counter();

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        Thread t1 = new MyThread(counter1);

52

        Thread t2 = new MyThread(counter2);

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        t1.start();

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        t2.start();

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    }

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}

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//输出结果示例

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...

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current count = 2

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current count = 2

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current count = 3

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current count = 4

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current count = 5

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current count = 6

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current count = 7

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...

如上例中，可以看到在 Counter 类的 count() 方法我们已经加上了 synchronized 关键字，该方法会将共享数据 Data.count 自增，然后进行打印输出。但是，我们发现输出的结果显示，count 竟然有重复，这意味着数据出现了脏读，我们在打印前，有其他线程对共享数据再次进行了修改！锁机制无效，为什么？

因为 synchronized 取得的锁是对象锁，而不是把一段代码或方法当成锁。这意味着，要实现同步，即某线程执行，其他线程等待，前提是多个线程访问的是同一个对象。而上例中，显然 counter1 和 counter2 是两个对象，我们的锁也就没有效果。

我们试着把两个线程的 Counter 类统一下，锁机制就如我们所愿了：

//Test
public class Test {
    public static void main(String[] args) {
        Counter counter = new Counter();
        Thread t1 = new MyThread(counter);
        Thread t2 = new MyThread(counter);
        t1.start();
        t2.start();
    }
}

//输出结果示例
current count = 1
current count = 2
current count = 3
current count = 4
current count = 5
current count = 6
current count = 7
current count = 8
...

1

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//Test

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public class Test {

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    public static void main(String[] args) {

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        Counter counter = new Counter();

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        Thread t1 = new MyThread(counter);

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        Thread t2 = new MyThread(counter);

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        t1.start();

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        t2.start();

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    }

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}

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//输出结果示例

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current count = 1

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current count = 2

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current count = 3

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current count = 4

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current count = 5

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current count = 6

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current count = 7

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current count = 8

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...

最后，简单总结：

• 只对改变共享资源的地方进行同步，而不是所有方法。同步块越大，多线程的效率也越低
  
• synchronized 关键字可以修饰方法和代码块，但是不能修饰构造函数、抽象方法、成员变量
• synchronized 关键字无法继承
• synchronized 不论在方法还是对象上，取得的锁都是对象，注意搞清楚锁定的是哪个对象