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Java 多線程之synchronized關(guān)鍵字詳解
多線程的同步機(jī)制對資源進(jìn)行加鎖,使得在同一個時(shí)間,只有一個線程可以進(jìn)行操作,同步用以解決多個線程同時(shí)訪問時(shí)可能出現(xiàn)的問題。
Java 多線程之synchronized關(guān)鍵字詳解
同步機(jī)制可以使用synchronized關(guān)鍵字實(shí)現(xiàn)。
當(dāng)synchronized關(guān)鍵字修飾一個方法的時(shí)候,該方法叫做同步方法。
當(dāng)synchronized方法執(zhí)行完或發(fā)生異常時(shí),會自動釋放鎖。
下面通過一個例子來對synchronized關(guān)鍵字的用法進(jìn)行解析。
1,是否使用synchronized關(guān)鍵字的不同
是否在execute()方法前加上synchronized關(guān)鍵字,這個例子程序的執(zhí)行結(jié)果會有很大的不同。
如果不加synchronized關(guān)鍵字,則兩個線程同時(shí)執(zhí)行execute()方法,輸出是兩組并發(fā)的。
如果加上synchronized關(guān)鍵字,則會先輸出一組0到9,然后再輸出下一組,說明兩個線程是順次執(zhí)行的。
2.多個方法的多線程情況
將程序改動一下,Example類中再加入一個方法execute2()。
之后再寫一個線程類Thread2,Thread2中的run()方法執(zhí)行的是execute2()。Example類中的兩個方法都是被synchronized關(guān)鍵字修飾的。
如果去掉synchronized關(guān)鍵字,則兩個方法并發(fā)執(zhí)行,并沒有相互影響。
但是如例子程序中所寫,即便是兩個方法:
執(zhí)行結(jié)果永遠(yuǎn)是執(zhí)行完一個線程的輸出再執(zhí)行另一個線程的。
說明:
如果一個對象有多個synchronized方法,某一時(shí)刻某個線程已經(jīng)進(jìn)入到了某個synchronized方法,那么在該方法沒有執(zhí)行完畢前,其他線程是無法訪問該對象的任何synchronized方法的。
結(jié)論:
當(dāng)synchronized關(guān)鍵字修飾一個方法的時(shí)候,該方法叫做同步方法。
Java中的每個對象都有一個鎖(lock),或者叫做監(jiān)視器(monitor),當(dāng)一個線程訪問某個對象的synchronized方法時(shí),將該對象上鎖,其他任何線程都無法再去訪問該對象的synchronized方法了(這里是指所有的同步方法,而不僅僅是同一個方法),直到之前的那個線程執(zhí)行方法完畢后(或者是拋出了異常),才將該對象的鎖釋放掉,其他線程才有可能再去訪問該對象的synchronized方法。
注意這時(shí)候是給對象上鎖,如果是不同的對象,則各個對象之間沒有限制關(guān)系。
嘗試在代碼中構(gòu)造第二個線程對象時(shí)傳入一個新的Example對象,則兩個線程的執(zhí)行之間沒有什么制約關(guān)系。
3.考慮靜態(tài)的同步方法
當(dāng)一個synchronized關(guān)鍵字修飾的方法同時(shí)又被static修飾,之前說過,非靜態(tài)的.同步方法會將對象上鎖,但是靜態(tài)方法不屬于對象,而是屬于類,它會將這個方法所在的類的Class對象上鎖。
一個類不管生成多少個對象,它們所對應(yīng)的是同一個Class對象。
所以如果是靜態(tài)方法的情況(execute()和execute2()都加上static關(guān)鍵字),即便是向兩個線程傳入不同的Example對象,這兩個線程仍然是互相制約的,必須先執(zhí)行完一個,再執(zhí)行下一個。
結(jié)論:
如果某個synchronized方法是static的,那么當(dāng)線程訪問該方法時(shí),它鎖的并不是synchronized方法所在的對象,而是synchronized方法所在的類所對應(yīng)的Class對象。Java中,無論一個類有多少個對象,這些對象會對應(yīng)唯一一個Class對象,因此當(dāng)線程分別訪問同一個類的兩個對象的兩個static,synchronized方法時(shí),它們的執(zhí)行順序也是順序的,也就是說一個線程先去執(zhí)行方法,執(zhí)行完畢后另一個線程才開始。
4. synchronized塊
synchronized塊寫法:
synchronized(object)
{
}
表示線程在執(zhí)行的時(shí)候會將object對象上鎖。(注意這個對象可以是任意類的對象,也可以使用this關(guān)鍵字)。
這樣就可以自行規(guī)定上鎖對象。
例子程序4所達(dá)到的效果和例子程序2的效果一樣,都是使得兩個線程的執(zhí)行順序進(jìn)行,而不是并發(fā)進(jìn)行,當(dāng)一個線程執(zhí)行時(shí),將object對象鎖住,另一個線程就不能執(zhí)行對應(yīng)的塊。
synchronized方法實(shí)際上等同于用一個synchronized塊包住方法中的所有語句,然后在synchronized塊的括號中傳入this關(guān)鍵字。當(dāng)然,如果是靜態(tài)方法,需要鎖定的則是class對象。
可能一個方法中只有幾行代碼會涉及到線程同步問題,所以synchronized塊比synchronized方法更加細(xì)粒度地控制了多個線程的訪問,只有synchronized塊中的內(nèi)容不能同時(shí)被多個線程所訪問,方法中的其他語句仍然可以同時(shí)被多個線程所訪問(包括synchronized塊之前的和之后的)。
注意:被synchronized保護(hù)的數(shù)據(jù)應(yīng)該是私有的。
結(jié)論:
synchronized方法是一種粗粒度的并發(fā)控制,某一時(shí)刻,只能有一個線程執(zhí)行該synchronized方法;
synchronized塊則是一種細(xì)粒度的并發(fā)控制,只會將塊中的代碼同步,位于方法內(nèi)、synchronized塊之外的其他代碼是可以被多個線程同時(shí)訪問到的。
JDK 5.0的并發(fā)包
使用synchronized關(guān)鍵字解決線程的同步問題會帶來一些執(zhí)行效率上的問題。
JDK1.4及之前是無法避免這些問題的。
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