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()
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。