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  • Java 中 synchronized的用法详解

    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。

     1.方法声明时使用,放在范围操作符(public等)之后,返回类型声明(void等)之前.这时,线程获得的是成员锁,即一次只能有一个线程进入该方法,其他线程要想在此时调用该方法,只能排队等候,当前线程(就是在synchronized方法内部的线程)执行完该方法后,别的线程才能进入.
    例如:
     
    public synchronized void synMethod() {
     //方法体
    }
     

        2.对某一代码块使用,synchronized后跟括号,括号里是变量,这样,一次只有一个线程进入该代码块.此时,线程获得的是成员锁.例如:

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

        3.synchronized后面括号里是一对象,此时,线程获得的是对象锁.例如:
     
    public class MyThread implements Runnable {
      public static void main(String args[]) {
      MyThread mt = new MyThread();
      Thread t1 = new Thread(mt, "t1");
      Thread t2 = new Thread(mt, "t2");
      Thread t3 = new Thread(mt, "t3");
      Thread t4 = new Thread(mt, "t4");
      Thread t5 = new Thread(mt, "t5");
      Thread t6 = new Thread(mt, "t6");
      t1.start();
      t2.start();
      t3.start();
      t4.start();
      t5.start();
      t6.start();
     }
     public void run() {
      synchronized (this) {
       System.out.println(Thread.currentThread().getName());
      }
     }
    }
     

        对于3,如果线程进入,则得到当前对象锁,那么别的线程在该类所有对象上的任何操作都不能进行.在对象级使用锁通常是一种比较粗糙的方法。为什么要将整个对象都上锁,而不允许其他线程短暂地使用对象中其他同步方法来访问共享资源?如果一个对象拥有多个资源,就不需要只为了让一个线程使用其中一部分资源,就将所有线程都锁在外面。由于每个对象都有锁,可以如下所示使用虚拟对象来上锁:
     
    class FineGrainLock {
      MyMemberClass x, y;
      Object xlock = new Object(), ylock = new Object();
      public void foo() {
       synchronized(xlock) {
         //access x here
       }
       //do something here - but don't use shared resources
       synchronized(ylock) {
         //access y here
       }
      }
      public void bar() {
       synchronized(this) {
         //access both x and y here
       }
       //do something here - but don't use shared resources
      }
     }
     

     4.synchronized后面括号里是类,此时,线程获得的是对象锁.例如:
     
    class ArrayWithLockOrder{
     private static long num_locks = 0;
     private long lock_order;
     private int[] arr;
     public ArrayWithLockOrder(int[] a)
     {
      arr = a;
      synchronized(ArrayWithLockOrder.class) {//-----这里
       num_locks++;       // 锁数加 1。
       lock_order = num_locks; // 为此对象实例设置唯一的 lock_order。
      }
     }
     public long lockOrder()
     {
      return lock_order;
     }
     public int[] array()
     {
      return arr;
     }
     }
     class SomeClass implements Runnable
     {
     public int sumArrays(ArrayWithLockOrder a1,
                ArrayWithLockOrder a2)
     {
      int value = 0;
      ArrayWithLockOrder first = a1;    // 保留数组引用的一个
      ArrayWithLockOrder last = a2;    // 本地副本。
      int size = a1.array().length;
      if (size == a2.array().length)
      {
       if (a1.lockOrder() > a2.lockOrder()) // 确定并设置对象的锁定
       {                   // 顺序。
        first = a2;
        last = a1;
       }
       synchronized(first) {       // 按正确的顺序锁定对象。
        synchronized(last) {
         int[] arr1 = a1.array();
         int[] arr2 = a2.array();
         for (int i=0; i<size; i++)
          value += arr1[i] + arr2[i];
        }
       }
      }
      return value;
     }
     public void run() {
      //
     }
     }
     

    对于4,如果线程进入,则线程在该类中所有操作不能进行,包括静态变量和静态方法,实际上,对于含有静态方法和静态变量的代码块的同步,我们通常用4来加锁.

    PS:synchronized 用法总结

    synchronized用到不同地方对代码产生的影响:

    1. synchronized关键字修饰方法

    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就都能够调用他们。
    public synchronized void method(){
      //
    }
     

    这也就是同步方法,那这时synchronized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,他们之间会形成互斥,达到同步的效果。同时如果该对象中有多个同步方法,则当一个线程获执行对象中的一个synchronized方法,则该对象中其它同步方法也不允许别的线程执行。但是这个对象所属的Class所产生的另一对象P2却能够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 method()  { 
      synchronized (this)  
      { 
        //.. 
      } 
    }
     

    此次就是一个P1对象的对象锁,哪个拿到了P1对象锁的线程,才能够调用P1的同步方法,而对P2而言,P1这个锁和他毫不相干,程式也可能在这种情形下摆脱同步机制的控制,造成数据混乱。

    2.同步块,示例代码如下:
    public void method() {
    synchronized (this)
    {
    //..
    }
    }
     

    这时,锁就是so这个对象,每个对象对应一个唯一的锁,所以哪个线程拿到这个对象锁谁就能够运行他所控制的那段代码。当有一个明确的对象作为锁时,就能够这样写程式,但当没有明确的对象作为锁,只是想让一段代码同步时,能够创建一个特别的instance变量(他得是个对象)来充当锁:
     
    private byte[] lock = new byte[0];
     Public void method(){ 
         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 method1() 
     
      { 
        //. 
      } 
      public void method2() 
      { 
        synchronized(Foo.class) 
        //
      } 
    }
     


    这两个同步方法都调用这个方法的对象所属的类的类锁(Class,而不再是由这个Class产生的某个具体对象了)。
     能够推断:假如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,因为他们的锁都不相同。A方法的锁是Obj所属的那个Class,而B的锁是Obj所属的这个对象。
     

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