synchronized是Java中的關鍵字,是一種同步鎖。它修飾的對象有以下幾種:
- 修飾一個代碼塊,被修飾的代碼塊稱為同步語句塊,其作用的范圍是大括號{}括起來的代碼,作用的對象是調用這個代碼塊的對象;
- 修飾一個方法,被修飾的方法稱為同步方法,其作用的范圍是整個方法,作用的對象是調用這個方法的對象;
- 修改一個靜態的方法,其作用的范圍是整個靜態方法,作用的對象是這個類的所有對象;
- 修改一個類,其作用的范圍是synchronized后面括號括起來的部分,作用主的對象是這個類的所有對象。
———————————————————————————————————————
修飾一個代碼塊
a、一個線程訪問一個對象中的synchronized(this)同步代碼塊時,其他試圖訪問該對象的線程將被阻塞.
/**
* @author shuliangzhao
* @Title: SyncThread
* @ProjectName design-parent
* @Description: TODO
* @date 2019/6/17 23:25
*/
public class SyncThread implements Runnable {
private static int count;
public SyncThread() {
count = 0;
}
@Override
public void run() {
synchronized (this) {
try {
for (int i = 0;i<5;i++) {
System.out.println(Thread.currentThread().getName() + ":" + (count++));
}
Thread.sleep(100);
} catch (InterruptedException e) {
e.printStackTrace();
}
}
}
public static void main(String[] args) {
SyncThread syncThread = new SyncThread();
Thread thread = new Thread(syncThread,"Thread1");
Thread thread1 = new Thread(syncThread,"Thread2");
thread.start();
thread1.start();
}
}
運行結果
Thread1:0
Thread1:1
Thread1:2
Thread1:3
Thread1:4
Thread2:5
Thread2:6
Thread2:7
Thread2:8
Thread2:9
當兩個并發線程(thread1和thread2)訪問同一個對象(syncThread)中的synchronized代碼塊時,在同一時刻只能有一個線程得到執行,另一個線程受阻塞,必須等待當前線程執行完這個代碼塊以后才能執行該代碼塊。Thread1和thread2是互斥的,因為在執行synchronized代碼塊時會鎖定當前的對象,只有執行完該代碼塊才能釋放該對象鎖,下一個線程才能執行并鎖定該對象。
把SyncThread的調用稍微改一下:
Thread thread = new Thread(new SyncThread(),"Thread1");
Thread thread1 = new Thread(new SyncThread(),"Thread2");
thread.start();
thread1.start();
運行結果
Thread2:0
Thread1:0
Thread1:2
Thread1:3
Thread2:1
Thread2:5
Thread1:4
Thread2:6
Thread1:7
Thread2:8
這時相當于創建了兩個SyncThread的對象syncThread1和syncThread2,線程thread1執行的是syncThread1對象中的synchronized代碼(run),而線程thread2執行的是syncThread2對象中的synchronized代碼(run);我們知道synchronized鎖定的是對象,這時會有兩把鎖分別鎖定syncThread1對象和syncThread2對象,而這兩把鎖是互不干擾的,不形成互斥,所以兩個線程可以同時執行。
b、當一個線程訪問對象的一個synchronized(this)同步代碼塊時,另一個線程仍然可以訪問該對象中的非synchronized(this)同步代碼塊
/**
* @author shuliangzhao
* @Title: SyncThread1
* @ProjectName design-parent
* @Description: TODO
* @date 2019/6/17 23:53
*/
public class CountThread implements Runnable{
private static int count;
public CountThread() {
count = 0;
}
public void count() {
synchronized(this) {
for (int i = 0; i < 5; i ++) {
try {
System.out.println(Thread.currentThread().getName() + ":" + (count++));
Thread.sleep(100);
} catch (InterruptedException e) {
e.printStackTrace();
}
}
}
}
public void print() {
for (int i = 0; i < 5; i ++) {
try {
System.out.println(Thread.currentThread().getName() + ":count:" + (count));
Thread.sleep(100);
} catch (InterruptedException e) {
e.printStackTrace();
}
}
}
@Override
public void run() {
String threadName = Thread.currentThread().getName();
if (threadName.equals("A")) {
count();
} else if (threadName.equals("B")) {
print();
}
}
public static void main(String[] args) {
CountThread countThread = new CountThread();
Thread thread1 = new Thread(countThread, "A");
Thread thread2 = new Thread(countThread, "B");
thread1.start();
thread2.start();
}
}
上面代碼中count是一個synchronized的,print是非synchronized的。從上面的結果中可以看出一個線程訪問一個對象的synchronized代碼塊時,別的線程可以訪問該對象的非synchronized代碼塊而不受阻塞。
c、指定要給某個對象加鎖
/**
* @author shuliangzhao
* @Title: Account
* @ProjectName design-parent
* @Description: TODO
* @date 2019/6/18 0:04
*/
public class Account {
String name;
float amount;
public Account(String name, float amount) {
this.name = name;
this.amount = amount;
}
//存錢
public void deposit(float amt) {
amount += amt;
try {
Thread.sleep(100);
} catch (InterruptedException e) {
e.printStackTrace();
}
}
//取錢
public void withdraw(float amt) {
amount -= amt;
try {
Thread.sleep(100);
} catch (InterruptedException e) {
e.printStackTrace();
}
}
public float getBalance() {
return amount;
}
}
/**
* 賬戶操作類
*/
class AccountOperator implements Runnable{
private Account account;
public AccountOperator(Account account) {
this.account = account;
}
public void run() {
synchronized (account) {
account.deposit(500);
account.withdraw(500);
System.out.println(Thread.currentThread().getName() + ":" + account.getBalance());
}
}
public static void main(String[] args) {
Account account = new Account("zhang san", 10000.0f);
AccountOperator accountOperator = new AccountOperator(account);
final int THREAD_NUM = 5;
Thread threads[] = new Thread[THREAD_NUM];
for (int i = 0; i < THREAD_NUM; i ++) {
threads[i] = new Thread(accountOperator, "Thread" + i);
threads[i].start();
}
}
}
運行結果
Thread0:10000.0
Thread4:10000.0
Thread3:10000.0
Thread2:10000.0
Thread1:10000.0
在AccountOperator 類中的run方法里,我們用synchronized 給account對象加了鎖。這時,當一個線程訪問account對象時,其他試圖訪問account對象的線程將會阻塞,直到該線程訪問account對象結束。也就是說誰拿到那個鎖誰就可以運行它所控制的那段代碼。
當有一個明確的對象作為鎖時,就可以用類似下面這樣的方式寫程序。
public void method3(SomeObject obj)
{
//obj 鎖定的對象
synchronized(obj)
{
// todo
}
}
當沒有明確的對象作為鎖,只是想讓一段代碼同步時,可以創建一個特殊的對象來充當鎖
private byte[] lock = new byte[0]; // 特殊的instance變量
public void method()
{
synchronized(lock) {
// todo 同步代碼塊
}
}
public void run() {
}
說明:零長度的byte數組對象創建起來將比任何對象都經濟――查看編譯后的字節碼:生成零長度的byte[]對象只需3條操作碼,而Object lock = new Object()則需要7行操作碼。
修飾一個方法
Synchronized修飾一個方法很簡單,就是在方法的前面加synchronized,public synchronized void method(){//todo}; synchronized修飾方法和修飾一個代碼塊類似,只是作用范圍不一樣,修飾代碼塊是大括號括起來的范圍,而修飾方法范圍是整個函數。
public synchronized void run() {
for (int i = 0; i < 5; i ++) {
try {
System.out.println(Thread.currentThread().getName() + ":" + (count++));
Thread.sleep(100);
} catch (InterruptedException e) {
e.printStackTrace();
}
}
}
Synchronized作用于整個方法的寫法。
寫法一:
public synchronized void method()
{
// todo
}
寫法二:
public void method()
{
synchronized(this) {
// todo
}
}
在用synchronized修飾方法時要注意以下幾點:
- synchronized關鍵字不能繼承。
雖然可以使用synchronized來定義方法,但synchronized并不屬于方法定義的一部分,因此,synchronized關鍵字不能被繼承。如果在父類中的某個方法使用了synchronized關鍵字,而在子類中覆蓋了這個方法,在子類中的這個方法默認情況下并不是同步的,而必須顯式地在子類的這個方法中加上synchronized關鍵字才可以。當然,還可以在子類方法中調用父類中相應的方法,這樣雖然子類中的方法不是同步的,但子類調用了父類的同步方法,因此,子類的方法也就相當于同步了。這兩種方式的例子代碼如下:
在子類方法中加上synchronized關鍵字
class Parent {
public synchronized void method() { }
}
class Child extends Parent {
public synchronized void method() { }
}
在子類方法中調用父類的同步方法
class Parent {
public synchronized void method() { }
}
class Child extends Parent {
public void method() { super.method(); }
}
在定義接口方法時不能使用synchronized關鍵字。
構造方法不能使用synchronized關鍵字,但可以使用synchronized代碼塊來進行同步
修飾一個靜態的方法
我們知道靜態方法是屬于類的而不屬于對象的。同樣的,synchronized修飾的靜態方法鎖定的是這個類的所有對象,把SyncThread改造下:
/**
* @author shuliangzhao
* @Title: SyncThread
* @ProjectName design-parent
* @Description: TODO
* @date 2019/6/17 23:25
*/
public class SyncThread implements Runnable {
private static int count;
public SyncThread() {
count = 0;
}
public static void testSync() {
try {
for (int i = 0;i<5;i++) {
System.out.println(Thread.currentThread().getName() + ":" + (count++));
}
Thread.sleep(2000);
} catch (InterruptedException e) {
e.printStackTrace();
}
}
@Override
public synchronized void run() {
testSync();
}
public static void main(String[] args) {
SyncThread syncThread = new SyncThread();
Thread thread = new Thread(new SyncThread(),"Thread1");
Thread thread1 = new Thread(new SyncThread(),"Thread2");
thread.start();
thread1.start();
}
}
運行結果
Thread1:0
Thread1:1
Thread1:2
Thread1:3
Thread1:4
Thread2:0
Thread2:5
Thread2:6
Thread2:7
Thread2:8
syncThread1和syncThread2是SyncThread的兩個對象,但在thread1和thread2并發執行時卻保持了線程同步。這是因為run中調用了靜態方法method,而靜態方法是屬于類的,所以syncThread1和syncThread2相當于用了同一把鎖。
修飾一個類
用法
class ClassName {
public void method() {
synchronized(ClassName.class) {
// todo
}
}
}
public class SyncThread implements Runnable {
private static int count;
public SyncThread() {
count = 0;
}
public static void testSync() {
synchronized (SyncThread.class) {
try {
for (int i = 0;i<5;i++) {
System.out.println(Thread.currentThread().getName() + ":" + (count++));
}
Thread.sleep(2000);
} catch (InterruptedException e) {
e.printStackTrace();
}
}
}
@Override
public synchronized void run() {
testSync();
}
public static void main(String[] args) {
SyncThread syncThread = new SyncThread();
Thread thread = new Thread(new SyncThread(),"Thread1");
Thread thread1 = new Thread(new SyncThread(),"Thread2");
thread.start();
thread1.start();
}
}
運行結果
Thread1:0
Thread1:1
Thread1:2
Thread1:3
Thread1:4
Thread2:5
Thread2:6
Thread2:7
Thread2:8
Thread2:9
A. 無論synchronized關鍵字加在方法上還是對象上,如果它作用的對象是非靜態的,則它取得的鎖是對象;如果synchronized作用的對象是一個靜態方法或一個類,則它取得的鎖是對類,該類所有的對象同一把鎖。
B. 每個對象只有一個鎖(lock)與之相關聯,誰拿到這個鎖誰就可以運行它所控制的那段代碼。
C. 實現同步是要很大的系統開銷作為代價的,甚至可能造成死鎖,所以盡量避免無謂的同步控制。