一、同步問題提出
線程的同步是為了防止多個(gè)線程訪問一個(gè)數(shù)據(jù)對(duì)象時(shí)，對(duì)數(shù)據(jù)造成的破壞。
例如：兩個(gè)線程ThreadA、ThreadB都操作同一個(gè)對(duì)象Foo對(duì)象，并修改Foo對(duì)象上的數(shù)據(jù)。
|
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
13
14
|
package cn.thread;public class Foo { private int x = 100; public int getX() { return x; } public int fix(int y) { x = x - y; return x; }} |
|
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
13
14
15
16
17
18
19
20
21
22
23
24
25
26
27
28
29
30
|
package cn.thread;public class MyRunnable implements Runnable { private Foo foo = new Foo(); public static void main(String[] args) { MyRunnable run = new MyRunnable(); Thread ta = new Thread(run, "Thread-A"); Thread tb = new Thread(run, "Thread-B"); ta.start(); tb.start(); } public void run() { for (int i = 0; i < 3; i++) { this.fix(30); try { Thread.sleep(1); } catch (InterruptedException e) { e.printStackTrace(); } System.out.println(Thread.currentThread().getName() + " : 當(dāng)前foo對(duì)象的x值= " + foo.getX()); } } public int fix(int y) { return foo.fix(y); }} |
運(yùn)行結(jié)果：
Thread-B : 當(dāng)前foo對(duì)象的x值= 40
Thread-A : 當(dāng)前foo對(duì)象的x值= 40
Thread-B : 當(dāng)前foo對(duì)象的x值= -20
Thread-A : 當(dāng)前foo對(duì)象的x值= -20
Thread-B : 當(dāng)前foo對(duì)象的x值= -80
Thread-A : 當(dāng)前foo對(duì)象的x值= -80
從結(jié)果發(fā)現(xiàn)，這樣的輸出值明顯是不合理的。原因是兩個(gè)線程不加控制的訪問Foo對(duì)象并修改其數(shù)據(jù)所致。
如果要保持結(jié)果的合理性，只需要達(dá)到一個(gè)目的，就是將對(duì)Foo的訪問加以限制，每次只能有一個(gè)線程在訪問。這樣就能保證Foo對(duì)象中數(shù)據(jù)的合理性了。
在具體的Java代碼中需要完成一下兩個(gè)操作：
把競(jìng)爭(zhēng)訪問的資源類Foo變量x標(biāo)識(shí)為private；
同步哪些修改變量的代碼，使用synchronized關(guān)鍵字同步方法或代碼。
|
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
13
14
15
16
17
18
19
20
21
22
23
24
25
26
27
28
29
|
package cn.thread;public class Foo2 { private int x = 100; public int getX() { return x; } //同步方法 public synchronized int fix(int y) { x = x - y; System.out.println("線程"+Thread.currentThread().getName() + "運(yùn)行結(jié)束，減少“" + y + "”，當(dāng)前值為：" + x); return x; } // //同步代碼塊// public int fix(int y) {// synchronized (this) {// x = x - y;// System.out.println("線程"+Thread.currentThread().getName() + "運(yùn)行結(jié)束，減少“" + y// + "”，當(dāng)前值為：" + x);// }// // return x;// }} |
|
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
13
14
15
16
17
18
19
20
21
22
23
24
25
26
27
28
29
30
31
32
33
34
35
36
|
package cn.thread;public class MyRunnable2 { public static void main(String[] args) { MyRunnable2 run = new MyRunnable2(); Foo2 foo2=new Foo2(); MyThread t1 = run.new MyThread("線程A", foo2, 10); MyThread t2 = run.new MyThread("線程B", foo2, -2); MyThread t3 = run.new MyThread("線程C", foo2, -3); MyThread t4 = run.new MyThread("線程D", foo2, 5); t1.start(); t2.start(); t3.start(); t4.start(); } class MyThread extends Thread { private Foo2 foo2; /**當(dāng)前值*/ private int y = 0; MyThread(String name, Foo2 foo2, int y) { super(name); this.foo2 = foo2; this.y = y; } public void run() { foo2.fix(y); } }} |
線程線程A運(yùn)行結(jié)束，減少“10”，當(dāng)前值為：90
線程線程C運(yùn)行結(jié)束，減少“-3”，當(dāng)前值為：93
線程線程B運(yùn)行結(jié)束，減少“-2”，當(dāng)前值為：95
線程線程D運(yùn)行結(jié)束，減少“5”，當(dāng)前值為：90
二、同步和鎖定
1、鎖的原理
Java中每個(gè)對(duì)象都有一個(gè)內(nèi)置鎖。
當(dāng)程序運(yùn)行到非靜態(tài)的synchronized同步方法上時(shí)，自動(dòng)獲得與正在執(zhí)行代碼類的當(dāng)前實(shí)例（this實(shí)例）有關(guān)的鎖。獲得一個(gè)對(duì)象的鎖也稱為獲取鎖、鎖定對(duì)象、在對(duì)象上鎖定或在對(duì)象上同步。
當(dāng)程序運(yùn)行到synchronized同步方法或代碼塊時(shí)該對(duì)象鎖才起作用。
一個(gè)對(duì)象只有一個(gè)鎖。所以，如果一個(gè)線程獲得該鎖，就沒有其他線程可以獲得鎖，直到第一個(gè)線程釋放（或返回）鎖。這也意味著任何其他線程都不能進(jìn)入該對(duì)象上的synchronized方法或代碼塊，直到該鎖被釋放。
釋放鎖是指持鎖線程退出了synchronized同步方法或代碼塊。
關(guān)于鎖和同步，有一下幾個(gè)要點(diǎn)：
1）、只能同步方法，而不能同步變量和類；
2）、每個(gè)對(duì)象只有一個(gè)鎖；當(dāng)提到同步時(shí)，應(yīng)該清楚在什么上同步？也就是說，在哪個(gè)對(duì)象上同步？
3）、不必同步類中所有的方法，類可以同時(shí)擁有同步和非同步方法。
4）、如果兩個(gè)線程要執(zhí)行一個(gè)類中的synchronized方法，并且兩個(gè)線程使用相同的實(shí)例來調(diào)用方法，那么一次只能有一個(gè)線程能夠執(zhí)行方法，另一個(gè)需要等待，直到鎖被釋放。也就是說：如果一個(gè)線程在對(duì)象上獲得一個(gè)鎖，就沒有任何其他線程可以進(jìn)入（該對(duì)象的）類中的任何一個(gè)同步方法。
5）、如果線程擁有同步和非同步方法，則非同步方法可以被多個(gè)線程自由訪問而不受鎖的限制。
6）、線程睡眠時(shí)，它所持的任何鎖都不會(huì)釋放。
7）、線程可以獲得多個(gè)鎖。比如，在一個(gè)對(duì)象的同步方法里面調(diào)用另外一個(gè)對(duì)象的同步方法，則獲取了兩個(gè)對(duì)象的同步鎖。
8）、同步損害并發(fā)性，應(yīng)該盡可能縮小同步范圍。同步不但可以同步整個(gè)方法，還可以同步方法中一部分代碼塊。
9）、在使用同步代碼塊時(shí)候，應(yīng)該指定在哪個(gè)對(duì)象上同步，也就是說要獲取哪個(gè)對(duì)象的鎖。例如：
|
1
2
3
4
5
6
|
public int fix(int y) { synchronized (this) { x = x - y; } return x;} |
當(dāng)然，同步方法也可以改寫為非同步方法，但功能完全一樣的，例如：
|
1
2
3
|
public synchronized int getX() { return x++;} |
與
|
1
2
3
4
5
|
public int getX() { synchronized (this) { return x++; }} |
效果是完全一樣的。
三、靜態(tài)方法同步
要同步靜態(tài)方法，需要一個(gè)用于整個(gè)類對(duì)象的鎖，這個(gè)對(duì)象就是這個(gè)類（XXX.class)。
例如：
|
1
2
3
|
public static synchronized int setName(String name){ Xxx.name = name;} |
等價(jià)于
|
1
2
3
4
5
|
public static int setName(String name){ synchronized(Xxx.class){ Xxx.name = name; }} |
四、如果線程不能獲得鎖會(huì)怎么樣
如果線程試圖進(jìn)入同步方法，而其鎖已經(jīng)被占用，則線程在該對(duì)象上被阻塞。實(shí)質(zhì)上，線程進(jìn)入該對(duì)象的的一種池中，必須在哪里等待，直到其鎖被釋放，該線程再次變?yōu)榭蛇\(yùn)行或運(yùn)行為止。
當(dāng)考慮阻塞時(shí)，一定要注意哪個(gè)對(duì)象正被用于鎖定：
1、調(diào)用同一個(gè)對(duì)象中非靜態(tài)同步方法的線程將彼此阻塞。如果是不同對(duì)象，則每個(gè)線程有自己的對(duì)象的鎖，線程間彼此互不干預(yù)。
2、調(diào)用同一個(gè)類中的靜態(tài)同步方法的線程將彼此阻塞，它們都是鎖定在相同的Class對(duì)象上。
3、靜態(tài)同步方法和非靜態(tài)同步方法將永遠(yuǎn)不會(huì)彼此阻塞，因?yàn)殪o態(tài)方法鎖定在Class對(duì)象上，非靜態(tài)方法鎖定在該類的對(duì)象上。
4、對(duì)于同步代碼塊，要看清楚什么對(duì)象已經(jīng)用于鎖定（synchronized后面括號(hào)的內(nèi)容）。在同一個(gè)對(duì)象上進(jìn)行同步的線程將彼此阻塞，在不同對(duì)象上鎖定的線程將永遠(yuǎn)不會(huì)彼此阻塞。
五、何時(shí)需要同步
在多個(gè)線程同時(shí)訪問互斥（可交換）數(shù)據(jù)時(shí)，應(yīng)該同步以保護(hù)數(shù)據(jù)，確保兩個(gè)線程不會(huì)同時(shí)修改更改它。
對(duì)于非靜態(tài)字段中可更改的數(shù)據(jù)，通常使用非靜態(tài)方法訪問。
對(duì)于靜態(tài)字段中可更改的數(shù)據(jù)，通常使用靜態(tài)方法訪問。
如果需要在非靜態(tài)方法中使用靜態(tài)字段，或者在靜態(tài)字段中調(diào)用非靜態(tài)方法，問題將變得非常復(fù)雜。已經(jīng)超出SJCP考試范圍了。
六、線程安全類
當(dāng)一個(gè)類已經(jīng)很好的同步以保護(hù)它的數(shù)據(jù)時(shí)，這個(gè)類就稱為“線程安全的”。
即使是線程安全類，也應(yīng)該特別小心，因?yàn)椴僮鞯木€程是間仍然不一定安全。
七、線程同步小結(jié)
1、線程同步的目的是為了保護(hù)多個(gè)線程訪問一個(gè)資源時(shí)對(duì)資源的破壞。
2、線程同步方法是通過鎖來實(shí)現(xiàn)，每個(gè)對(duì)象都有切僅有一個(gè)鎖，這個(gè)鎖與一個(gè)特定的對(duì)象關(guān)聯(lián)，線程一旦獲取了對(duì)象鎖，其他訪問該對(duì)象的線程就無法再訪問該對(duì)象的其他同步方法。
3、對(duì)于靜態(tài)同步方法，鎖是針對(duì)這個(gè)類的，鎖對(duì)象是該類的Class對(duì)象。靜態(tài)和非靜態(tài)方法的鎖互不干預(yù)。一個(gè)線程獲得鎖，當(dāng)在一個(gè)同步方法中訪問另外對(duì)象上的同步方法時(shí)，會(huì)獲取這兩個(gè)對(duì)象鎖。
4、對(duì)于同步，要時(shí)刻清醒在哪個(gè)對(duì)象上同步，這是關(guān)鍵。
5、編寫線程安全的類，需要時(shí)刻注意對(duì)多個(gè)線程競(jìng)爭(zhēng)訪問資源的邏輯和安全做出正確的判斷，對(duì)“原子”操作做出分析，并保證原子操作期間別的線程無法訪問競(jìng)爭(zhēng)資源。
6、當(dāng)多個(gè)線程等待一個(gè)對(duì)象鎖時(shí)，沒有獲取到鎖的線程將發(fā)生阻塞。
7、死鎖是線程間相互等待鎖鎖造成的，在實(shí)際中發(fā)生的概率非常的小。真讓你寫個(gè)死鎖程序，不一定好使，呵呵。但是，一旦程序發(fā)生死鎖，程序?qū)⑺赖簟?/p>
原文鏈接：http://www.cnblogs.com/linjiqin/p/3208843.html
以上就是本文的全部?jī)?nèi)容，希望對(duì)大家的學(xué)習(xí)有所幫助，也希望大家多多支持服務(wù)器之家。
