Java多線程之Synchronized的用法

synchronized是Java中的關(guān)鍵字，是一種同步鎖。它修飾的對(duì)象有以下幾種：

  1. 修飾一個(gè)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(hào){}括起來的代碼，作用的對(duì)象是調(diào)用這個(gè)代碼塊的對(duì)象；
  2. 修飾一個(gè)方法，被修飾的方法稱為同步方法，其作用的范圍是整個(gè)方法，作用的對(duì)象是調(diào)用這個(gè)方法的對(duì)象；
  3. 修改一個(gè)靜態(tài)的方法，其作用的范圍是整個(gè)靜態(tài)方法，作用的對(duì)象是這個(gè)類的所有對(duì)象；
  4. 修改一個(gè)類，其作用的范圍是synchronized后面括號(hào)括起來的部分，作用主的對(duì)象是這個(gè)類的所有對(duì)象。

修飾一個(gè)代碼塊

一個(gè)線程訪問一個(gè)對(duì)象中的synchronized(this)同步代碼塊時(shí)，其他試圖訪問該對(duì)象的線程將被阻塞。我們看下面一個(gè)例子：
【Demo1】：synchronized的用法

/**

  • 同步線程
    */
    class SyncThread implements Runnable {
    private static int count;

    public SyncThread() {
    count = 0;
    }

    public void run() {
    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 int getCount() {
    return count;
    }
    }

SyncThread的調(diào)用：

SyncThread syncThread = new SyncThread();
Thread thread1 = new Thread(syncThread, "SyncThread1");
Thread thread2 = new Thread(syncThread, "SyncThread2");
thread1.start();
thread2.start();

結(jié)果如下：

SyncThread1:0
SyncThread1:1
SyncThread1:2
SyncThread1:3
SyncThread1:4
SyncThread2:5
SyncThread2:6
SyncThread2:7
SyncThread2:8
SyncThread2:9*
當(dāng)兩個(gè)并發(fā)線程(thread1和thread2)訪問同一個(gè)對(duì)象(syncThread)中的synchronized代碼塊時(shí)，在同一時(shí)刻只能有一個(gè)線程得到執(zhí)行，另一個(gè)線程受阻塞，必須等待當(dāng)前線程執(zhí)行完這個(gè)代碼塊以后才能執(zhí)行該代碼塊

。Thread1和thread2是互斥的，因?yàn)樵趫?zhí)行synchronized代碼塊時(shí)會(huì)鎖定當(dāng)前的對(duì)象，只有執(zhí)行完該代碼塊才能釋放該對(duì)象鎖，下一個(gè)線程才能執(zhí)行并鎖定該對(duì)象。
我們?cè)侔裇yncThread的調(diào)用稍微改一下：

Thread thread1 = new Thread(new SyncThread(), "SyncThread1");
Thread thread2 = new Thread(new SyncThread(), "SyncThread2");
thread1.start();
thread2.start();

結(jié)果如下：

SyncThread1:0
SyncThread2:1
SyncThread1:2
SyncThread2:3
SyncThread1:4
SyncThread2:5
SyncThread2:6
SyncThread1:7
SyncThread1:8
SyncThread2:9
不是說一個(gè)線程執(zhí)行synchronized代碼塊時(shí)其它的線程受阻塞嗎？為什么上面的例子中thread1和thread2同時(shí)在執(zhí)行。這是因?yàn)閟ynchronized只鎖定對(duì)象，每個(gè)對(duì)象只有一個(gè)鎖（lock）與之相關(guān)聯(lián)，而上面的代碼等

同于下面這段代碼：

SyncThread syncThread1 = new SyncThread();
SyncThread syncThread2 = new SyncThread();
Thread thread1 = new Thread(syncThread1, "SyncThread1");
Thread thread2 = new Thread(syncThread2, "SyncThread2");
thread1.start();
thread2.start();

這時(shí)創(chuàng)建了兩個(gè)SyncThread的對(duì)象syncThread1和syncThread2，線程thread1執(zhí)行的是syncThread1對(duì)象中的synchronized代碼(run)，而線程thread2執(zhí)行的是syncThread2對(duì)象中的synchronized代碼(run)；我們知道

synchronized鎖定的是對(duì)象，這時(shí)會(huì)有兩把鎖分別鎖定syncThread1對(duì)象和syncThread2對(duì)象，而這兩把鎖是互不干擾的，不形成互斥，所以兩個(gè)線程可以同時(shí)執(zhí)行。

2.當(dāng)一個(gè)線程訪問對(duì)象的一個(gè)synchronized(this)同步代碼塊時(shí)，另一個(gè)線程仍然可以訪問該對(duì)象中的非synchronized(this)同步代碼塊。
【Demo2】：多個(gè)線程訪問synchronized和非synchronized代碼塊

class Counter implements Runnable{
private int count;

public Counter() {
count = 0;
}

public void countAdd() {
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();
}
}
}
}

//非synchronized代碼塊，未對(duì)count進(jìn)行讀寫操作，所以可以不用synchronized
public void printCount() {
for (int i = 0; i < 5; i ++) {
try {
System.out.println(Thread.currentThread().getName() + " count:" + count);
Thread.sleep(100);
} catch (InterruptedException e) {
e.printStackTrace();
}
}
}

public void run() {
String threadName = Thread.currentThread().getName();
if (threadName.equals("A")) {
countAdd();
} else if (threadName.equals("B")) {
printCount();
}
}
}

調(diào)用代碼:

Counter counter = new Counter();
Thread thread1 = new Thread(counter, "A");
Thread thread2 = new Thread(counter, "B");
thread1.start();
thread2.start();

結(jié)果如下：

A:0
B count:1
A:1
B count:2
A:2
B count:3
A:3
B count:4
A:4
B count:5
上面代碼中countAdd是一個(gè)synchronized的，printCount是非synchronized的。從上面的結(jié)果中可以看出一個(gè)線程訪問一個(gè)對(duì)象的synchronized代碼塊時(shí)，別的線程可以訪問該對(duì)象的非synchronized代碼塊而不受阻

塞。

指定要給某個(gè)對(duì)象加鎖
【Demo3】:指定要給某個(gè)對(duì)象加鎖

/**

  • 銀行賬戶類
    */
    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());
    }
    }
    }

調(diào)用代碼:

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();
}

結(jié)果如下：

Thread3:10000.0
Thread2:10000.0
Thread1:10000.0
Thread4:10000.0
Thread0:10000.0
在AccountOperator 類中的run方法里，我們用synchronized 給account對(duì)象加了鎖。這時(shí)，當(dāng)一個(gè)線程訪問account對(duì)象時(shí)，其他試圖訪問account對(duì)象的線程將會(huì)阻塞，直到該線程訪問account對(duì)象結(jié)束。也就是說

誰拿到那個(gè)鎖誰就可以運(yùn)行它所控制的那段代碼。
當(dāng)有一個(gè)明確的對(duì)象作為鎖時(shí)，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(duì)象
synchronized(obj)
{
// todo
}
}

當(dāng)沒有明確的對(duì)象作為鎖，只是想讓一段代碼同步時(shí)，可以創(chuàng)建一個(gè)特殊的對(duì)象來充當(dāng)鎖：

class Test implements Runnable
{
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(zhǎng)度的byte數(shù)組對(duì)象創(chuàng)建起來將比任何對(duì)象都經(jīng)濟(jì)――查看編譯后的字節(jié)碼：生成零長(zhǎng)度的byte[]對(duì)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(gè)方法

Synchronized修飾一個(gè)方法很簡(jiǎn)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(gè)代碼塊類似，只是作用范圍不一樣，修飾代碼塊是大括號(hào)括

起來的范圍，而修飾方法范圍是整個(gè)函數(shù)。如將【Demo1】中的run方法改成如下的方式，實(shí)現(xiàn)的效果一樣。

*【Demo4】：synchronized修飾一個(gè)方法

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(gè)方法的寫法。
寫法一：

public synchronized void method()
{
// todo
}

寫法二：

public void method()
{
synchronized(this) {
// todo
}
}

寫法一修飾的是一個(gè)方法，寫法二修飾的是一個(gè)代碼塊，但寫法一與寫法二是等價(jià)的，都是鎖定了整個(gè)方法時(shí)的內(nèi)容。

在用synchronized修飾方法時(shí)要注意以下幾點(diǎn)：

  1. synchronized關(guān)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(guān)鍵字不能被繼承。如果在父類中的某個(gè)方法使用了synchronized關(guān)鍵字，而在子類中覆蓋了這個(gè)方法，在

子類中的這個(gè)方法默認(rèn)情況下并不是同步的，而必須顯式地在子類的這個(gè)方法中加上synchronized關(guān)鍵字才可以。當(dāng)然，還可以在子類方法中調(diào)用父類中相應(yīng)的方法，這樣雖然子類中的方法不是同步的，但子類調(diào)用

了父類的同步方法，因此，子類的方法也就相當(dāng)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(guān)鍵字

class Parent {
public synchronized void method() { }
}
class Child extends Parent {
public synchronized void method() { }
}

在子類方法中調(diào)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(shí)不能使用synchronized關(guān)鍵字。
構(gòu)造方法不能使用synchronized關(guān)鍵字，但可以使用synchronized代碼塊來進(jìn)行同步。
修飾一個(gè)靜態(tài)的方法

Synchronized也可修飾一個(gè)靜態(tài)方法，用法如下：

public synchronized static void method() {
// todo
}

我們知道靜態(tài)方法是屬于類的而不屬于對(duì)象的。同樣的，synchronized修飾的靜態(tài)方法鎖定的是這個(gè)類的所有對(duì)象。我們對(duì)Demo1進(jìn)行一些修改如下：

【Demo5】：synchronized修飾靜態(tài)方法

/**

  • 同步線程
    */
    class SyncThread implements Runnable {
    private static int count;

    public SyncThread() {
    count = 0;
    }

    public synchronized static void method() {
    for (int i = 0; i < 5; i ++) {
    try {
    System.out.println(Thread.currentThread().getName() + ":" + (count++));
    Thread.sleep(100);
    } catch (InterruptedException e) {
    e.printStackTrace();
    }
    }
    }

    public synchronized void run() {
    method();
    }
    }

調(diào)用代碼:

SyncThread syncThread1 = new SyncThread();
SyncThread syncThread2 = new SyncThread();
Thread thread1 = new Thread(syncThread1, "SyncThread1");
Thread thread2 = new Thread(syncThread2, "SyncThread2");
thread1.start();
thread2.start();

結(jié)果如下：

SyncThread1:0
SyncThread1:1
SyncThread1:2
SyncThread1:3
SyncThread1:4
SyncThread2:5
SyncThread2:6
SyncThread2:7
SyncThread2:8
SyncThread2:9
syncThread1和syncThread2是SyncThread的兩個(gè)對(duì)象，但在thread1和thread2并發(fā)執(zhí)行時(shí)卻保持了線程同步。這是因?yàn)閞un中調(diào)用了靜態(tài)方法method，而靜態(tài)方法是屬于類的，所以syncThread1和syncThread2相當(dāng)于用

了同一把鎖。這與Demo1是不同的。

修飾一個(gè)類

Synchronized還可作用于一個(gè)類，用法如下：

class ClassName {
public void method() {
synchronized(ClassName.class) {
// todo
}
}
}

我們把Demo5再作一些修改。
【Demo6】:修飾一個(gè)類

/**

  • 同步線程
    */
    class SyncThread implements Runnable {
    private static int count;

    public SyncThread() {
    count = 0;
    }

    public static void method() {
    synchronized(SyncThread.class) {
    for (int i = 0; i < 5; i ++) {
    try {
    System.out.println(Thread.currentThread().getName() + ":" + (count++));
    Thread.sleep(100);
    } catch (InterruptedException e) {
    e.printStackTrace();
    }
    }
    }
    }

    public synchronized void run() {
    method();
    }
    }

其效果和【Demo5】是一樣的，synchronized作用于一個(gè)類T時(shí)，是給這個(gè)類T加鎖，T的所有對(duì)象用的是同一把鎖。

總結(jié)：

A. 無論synchronized關(guān)鍵字加在方法上還是對(duì)象上，如果它作用的對(duì)象是非靜態(tài)的，則它取得的鎖是對(duì)象；如果synchronized作用的對(duì)象是一個(gè)靜態(tài)方法或一個(gè)類，則它取得的鎖是對(duì)類，該類所有的對(duì)象同一把鎖。
B. 每個(gè)對(duì)象只有一個(gè)鎖（lock）與之相關(guān)聯(lián)，誰拿到這個(gè)鎖誰就可以運(yùn)行它所控制的那段代碼。
C. 實(shí)現(xiàn)同步是要很大的系統(tǒng)開銷作為代價(jià)的，甚至可能造成死鎖，所以盡量避免無謂的同步控制。

最后編輯于 ：
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