1. 程式人生 > >傳統執行緒互斥技術—synchronized

傳統執行緒互斥技術—synchronized

在多個執行緒同時操作相同資源的時候,就會遇到併發的問題,如銀行轉賬啊、售票系統啊等。為了避免這些問題的出現,我們可以使用synchronized關鍵字來解決,下面針對synchronized常見的用法做一個總結。首先寫一個存在併發問題的程式,如下:

public class TraditionalThreadSynchronized {

    public static void main(String[] args) {
        //在靜態方法中不能new內部類的例項物件
        //private Outputer outputer = new Outputer();
        new TraditionalThreadSynchronized().init();
    }
    
    private void init() {
        final Outputer outputer = new Outputer();
        //執行緒1列印:duoxiancheng
        new Thread(new Runnable() {         
            @Override
            public void run() {
                while(true) {
                    try {
                        Thread.sleep(5);
                    } catch (InterruptedException e) {
                        // TODO Auto-generated catch block
                        e.printStackTrace();
                    }
                    outputer.output1("duoxiancheng");
                }
                
            }
        }).start();;
        
        //執行緒2列印:eson15
        new Thread(new Runnable() {         
            @Override
            public void run() {
                while(true) {
                    try {
                        Thread.sleep(5);
                    } catch (InterruptedException e) {
                        // TODO Auto-generated catch block
                        e.printStackTrace();
                    }
                    outputer.output1("eson15");
                }
                
            }
        }).start();;
    }
    
    static class Outputer {
        //自定義一個字串列印方法,一個個字元的列印
        public void output1(String name) {
            int len = name.length();
            for(int i = 0; i < len; i++) {
                System.out.print(name.charAt(i));
            }
            System.out.println("");     
        }       
    }
}

在內部類Outputer中定義了一個列印字串的方法,一個字元一個字元的列印,這樣比較容易直觀的看出併發問題,因為字元順序打亂了就說明出現問題了。然後在init方法中開啟兩個執行緒,一個執行緒列印“duoxiancheng”,另一個執行緒列印“eson15”。看一下執行結果:

eson15duoxianche ng eson15 duoxiancheng duoxiancheng eson15 esduoxiancheng on15 duoxiancheng

已經出現問題了,為了解決這個問題,可以使用synchronized同步程式碼塊來對公共部分進行同步操作,但是需要給它一把鎖,這把鎖是一個物件,可以是任意一個物件,但是前提是,兩個執行緒使用的必須是同一個物件鎖才可以,這很好理解。那麼下面在output1()

方法中加入synchronized程式碼塊:

static class Outputer {
    private String token = ""; //定義一個鎖
    public void output1(String name) {
        synchronized(token) //任何一個物件都可以作為引數,但是該物件對於兩個執行緒來說是同一個才行
        //如果用name就不行了,因為不同的執行緒進來name是不一樣的,不是同一個name
        {
            int len = name.length();
            for(int i = 0; i < len; i++) {
                System.out.print(name.charAt(i));
            }
            System.out.println("");     
        }
    }
}   

經過上面的改造,執行緒安全問題就基本解決了,但是還可以再往下引申,如果在方法上加synchronized關鍵字的話,那麼這個同步鎖是什麼呢?我們在Outputer類中再寫一個output2()方法:

static class Outputer {
    private String token = ""; //定義一個鎖
    public void output1(String name) {
        synchronized(token) //任何一個物件都可以作為引數,但是該物件對於兩個執行緒來說是同一個才行
        {
            int len = name.length();
            for(int i = 0; i < len; i++) {
                System.out.print(name.charAt(i));
            }
            System.out.println("");     
        }
    }   
    
    public synchronized void output2(String name) {
        
        int len = name.length();
        for(int i = 0; i < len; i++) {
            System.out.print(name.charAt(i));
        }
        System.out.println("");     
    }   
}

方法內部實現邏輯一模一樣,唯一不同的就是synchronized加在了方法上,那麼我們讓init()方法中的兩個執行緒中,一個呼叫output1(String name)方法,另一個呼叫output2(String name)方法,從結果中能看出,執行緒安全問題又出現了。產生問題的原因不難發現:現在兩個方法都加了synchronized,但是兩個執行緒在呼叫兩個不同的方法還是出現了問題,也就是說,還是各玩各的……那麼問題就出在這個鎖上,說明兩者並沒有使用同一把鎖! 如果我們把output1()方法中synchronized中的token改成this,再執行就沒問題了,這說明一點:synchronized關鍵字修飾方法的時候,同步鎖是this,即等效於程式碼塊synchronized(this) {...}。 再繼續往下引申,現在在Outputer類中再寫一個靜態方法output3(String name),並且也讓synchronized去修飾這個靜態方法。

static class Outputer {
    private String token = ""; //定義一個鎖
    public void output1(String name) {
        synchronized(token) //任何一個物件都可以作為引數,但是該物件對於兩個執行緒來說是同一個才行
        {
            int len = name.length();
            for(int i = 0; i < len; i++) {
                System.out.print(name.charAt(i));
            }
            System.out.println("");     
        }
    }   
    
    public static synchronized void output3(String name) {
        
        int len = name.length();
        for(int i = 0; i < len; i++) {
            System.out.print(name.charAt(i));
        }
        System.out.println("");     
        }   
    }
}

然後在init()方法中一個執行緒呼叫output1()方法,另一個執行緒呼叫output3()方法。毫無疑問,肯定又會出現執行緒安全問題。但是如何解決呢?因為static方法在類載入的時候就載入了,所以這個鎖應該是類的位元組碼物件。那麼將token改為Outputer.class就解決問題了,這說明一點:synchronized關鍵字修飾static方法的時候,同步鎖是該類的位元組碼物件,即等效於程式碼塊synchronized(classname.class) {...}。    最後再總結一下:

  • 同步程式碼塊的鎖是任意物件。只要不同的執行緒都執行同一個同步程式碼塊的時候,這個鎖隨便設。
  • 同步函式的鎖是固定的this。當需要和同步函式中的邏輯實行同步的時候,程式碼塊中的鎖必須為this。
  • 靜態同步函式的鎖是該函式所屬類的位元組碼檔案物件。該物件可以用this.getClass()方法獲取,也可以使用 當前類名.class 表示。