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  • 内置锁(一)synchronized 介绍与用法

    一、synchronized 的介绍

      synchronized 是 Java语言的关键字,当它用来修饰一个方法或者一个代码块的时候,能够保证在同一时刻最多只有一个线程执行该段代码,而这段代码也被称为临界区。

      synchronized 有多个叫法,而每个叫法都表明synchronized 的特性:

    1、内置锁(又叫 隐式锁):synchronized 是内置于JDK中的,底层实现是native;同时,加锁、解锁都是JDK自动完成,不需要用户显式地控制,非常方便。

    2、同步锁:synchronized 用于同步线程,使线程互斥地访问某段代码块、方法。这就是意味着最多只有一个线程能够获得该锁,当线程A尝试去获得线程B持有的内置锁时,线程A必须等待或者阻塞,知道线程B释放这个锁,如果B线程不释放这个锁,那么A线程将永远等待下去。

    3、对象锁:准确来说,是分为对象锁、类锁。synchronized 以当前的某个对象为锁,线程必须通过互斥竞争拿到这把对象锁,从而才能访问 临界区的代码,访问结束后,就会释放锁,下一个线程才有可能获取锁来访问临界区(被锁住的代码区域)。synchronized锁 根据锁的范围分为 对象锁 和 类锁。对象锁,是以对象实例为锁,当多个线程共享访问这个对象实例下的临界区,只需要竞争这个对象实例便可,不同对象实例下的临界区是不用互斥访问;而类锁,则是以类的class对象为锁,这个锁下的临界区,所有线程都必须互斥访问,尽管是使用了不同的对象实例;

    总的来说对象锁的粒度要比类锁的粒度要细,引起线程竞争锁的情况比类锁要少的多,所以尽量别用类锁,锁的粒度越少越好。
    看下面的例子:

        FruitCount fruitCount = new FruitCount();
    	FruitCount fruitCount_3 = new FruitCount();
    	//线程1、2 使用了同一个FruitCount对象(fruitCount )
        Thread thread_1 = new Thread(new MyRunable(fruitCount));
        Thread thread_2 = new Thread(new MyRunable(fruitCount));
        //线程3使用了不同的FruitCount对象(fruitCount_3 )
        Thread thread_3 = new Thread(new MyRunable(fruitCount_3));
    

       线程1、2将会互斥访问getAmount( )方法,线程3则独享getAmount( )方法;线程1、2的getAmount( )方法中的对象锁是fruitCount ,线程3的则是 fruitCount_3;这便是对象锁的粒度范围,不同的对象,锁是相互隔离的。而对于setData( )方法,三个线程都要互斥访问访问它,因为是同一个锁 -- FruitCount.class类锁。

    class FruitCount{
    	
       static int price = 5;
       static int num = 10;
    	
    	public void setData(int price,int num){
    		//类锁,以FruitCount.class为锁
    		synchronized(FruitCount.class){
    			this.price = price;
    			this.num = num;
    		}
    	}
    	
    	public int getAmount(){
    		//对象锁,以当前对象为锁
    		synchronized (this) {
    			int amount = price*num;
    			return amount;
    		}
    	}
    }
    
    class MyRunable implements Runnable{
     
    	FruitCount fruitCount;
    	public MyRunable(FruitCount fruitCount){
    		this.fruitCount = fruitCount;
    	}
    	
    	@Override
    	public void run() {
    		//setData方法 有类锁
    		fruitCount.setData(5, 10);
    		//getAmount方法 里面有对象锁,就是fruitCount对象
    		fruitCount.getAmount();
    	}	
    }
    

    二、synchronized 用法

    synchronized 的用法只有两种:修饰方法修饰代码块

    1、在方法声明时使用,修饰方法

    注意:这个synchronized 修饰符 不会参与方法签名的比较;

    语法:

    public synchronized void synMethod() {
                   //方法体
       }
    

    有以下两种情况:

    • 1.1、修饰的方法是普通的成员方法,那么是对象锁,便是以当前对象为锁,即调用这个方法的对象
    • 1.2、修饰的方法是静态方法,则是类锁
    public synchronized static int countData(int data){
          return data*data;
    }
    

    2、修饰一个代码块

    语法:

    public int synMethod(int a1){
        synchronized( object ) {
                //代码块,一次只能有一个线程进入
        }
       }
    

    有以下3种情况:

    2.1、object 是 this,是对象锁,this指代当前对象

    public int getAmount(){
    		//对象锁,以当前对象为锁
    		synchronized (this) {
    			int amount = price*num;
    			return amount;
    		}
    	}
    

    2.2、object 是一个普通对象实例

    • 如果是静态对象,那么就是 类锁
    • 如果是非静态对象:成员对象变量、局部变量(甚至可以是 方法参数),那么就是对象锁
    public void setObj(){
    		FruitCount fruitCount = null;
    		//局部变量
    		synchronized(fruitCount){
    			fruitCount = new FruitCount();
    		}
    	}
    

    2.3、object 是一个类的class 对象,那么就是类锁

    public void setData(int price,int num){
    		//类锁,以FruitCount.class为锁
    		synchronized(FruitCount.class){
    			this.price = price;
    			this.num = num;
    		}
    	}
    

    小 结:

    1、出现类锁的情况:

    • 以 类.class 为锁
    • 以 静态变量为锁
    • 修饰静态方法

    2、出现对象锁的情况:

    • 以实例成员对象为锁(特殊:this 指当前对象)
    • 以局部变量(甚至是方法传进来的参数)为锁、
    • 修饰成员方法

    3、当synchronized修饰方法时,synchronized是不参与 方法签名的比较;

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