java多線程（4）synchronized的作用

Pandaaa 發(fā)布于2019-08-16 10:54 / 872人閱讀

摘要：在多線程并發(fā)的情況下，有時就涉及到對于同一資源的讀寫，如果不進行一些處理，容易出現(xiàn)數(shù)據(jù)混亂，結(jié)果和實際不一致等問題。

在多線程并發(fā)的情況下，有時就涉及到對于同一資源的讀寫，如果不進行一些處理，容易出現(xiàn)數(shù)據(jù)混亂，結(jié)果和實際不一致等問題。java中可以使用synchronized關(guān)鍵字對資源鎖定。

synchronized的用法

synchronized有2種用法：
1.修飾代碼塊，以某個對象為鎖，鎖的范圍是指定的代碼塊。
2.修飾方法，其實也可以等價于修飾代碼塊，比如修飾普通方法：

synchronized void doxx(){
//.........
}

等價于

void doxx(){
    synchronized (this){
    //.........
    }
}

以當前實體為鎖對象，整個方法都是在代碼塊中。也能修飾靜態(tài)方法:

public class Test{
    static synchronized void doxx(){
    //.........
    }
}

等價于

public class Test{
    static void doxx(){
        synchronized (Test.class){
        //.........
        }
    }
}

synchronized 修飾代碼塊

先舉一個反例demo：

import java.util.List;
import java.util.Random;

public    class Thread1 extends Thread{
    private List list;
    public Thread1(List list) {
        this.list=list;
    }
    @Override
    public void run() {
        try {
            for(int i=0;i<100;i++){
                Thread.sleep(10);//模擬處理一些業(yè)務(wù),這樣也更容易重現(xiàn)問題
                int randon = new Random().nextInt();
                list.add(randon);
            }
        } catch (InterruptedException e) {
            e.printStackTrace();
        }
    }
}

    public static void main(String[] args) throws InterruptedException {
        List list = new ArrayList<>(1000);
        Thread1 t1 = new Thread1(list);
        t1.start();
        Thread1 t2 = new Thread1(list);
        t2.start();
        t1.join();
        t2.join();
        System.out.println("size="+list.size());
    }

執(zhí)行結(jié)果：

size=162

這個結(jié)果是不確定，每次執(zhí)行都可能不一樣。demo里啟動了2個線程，每個執(zhí)行100次，按理list的數(shù)據(jù)量應(yīng)該會是200個。這個就是本文開始提到的，多個線程讀寫同一個對象時，發(fā)生了數(shù)據(jù)異常。那么我們再用synchronized對demo進行小小的改造。

import java.util.List;
import java.util.Random;

public    class Thread1 extends Thread{
    private List list;
    public Thread1(List list) {
        this.list=list;
    }
    @Override
    public void run() {
        try {
            for(int i=0;i<100;i++){
                Thread.sleep(10);//模擬處理一些業(yè)務(wù),這樣也更容易重現(xiàn)問題
                int randon = new Random().nextInt();
                synchronized (list) {//就只改這個地方
                    list.add(randon);
                }
            
            }
        } catch (InterruptedException e) {
            e.printStackTrace();
        }
    }
}

main方法保持不變，結(jié)果如下：

size=200

可見使用synchronized關(guān)鍵字后，代碼的執(zhí)行結(jié)果恢復(fù)了正常。

synchronized修飾方法

import java.util.List;
import java.util.Random;

public    class Thread1 extends Thread{
    private List list;
    public Thread1(List list) {
        this.list=list;
    }
    public synchronized void  run() {
        try {
            for(int i=0;i<100;i++){
                Thread.sleep(10);//模擬處理一些業(yè)務(wù),這樣也更容易重現(xiàn)問題
                int randon = new Random().nextInt();
                list.add(randon);
            
            }
        } catch (InterruptedException e) {
            e.printStackTrace();
        }
    }
}

main方法不變，執(zhí)行結(jié)果：

size=150

這是很多人開始接觸多線程時，會出現(xiàn)的錯誤，明明對run方法用了synchronized 關(guān)鍵字怎么出來的結(jié)果是不對的。根據(jù)上面提到的我們把代碼轉(zhuǎn)變一下：

import java.util.List;
import java.util.Random;

public    class Thread1 extends Thread{
    private List list;
    public Thread1(List list) {
        this.list=list;
    }
    public  void  run() {
        try {
            synchronized(this){//把synchronized改到這個地方
                for(int i=0;i<100;i++){
                    Thread.sleep(10);//模擬處理一些業(yè)務(wù),這樣也更容易重現(xiàn)問題
                    int randon = new Random().nextInt();
                    list.add(randon);
                }
            }
        } catch (InterruptedException e) {
            e.printStackTrace();
        }
    }
}

synchronized用在this上，所以t1.start()鎖定的是t1，t2.start()鎖定的是t2，2者鎖定的對象不同自然就沒有相應(yīng)的效果。

那是不是synchronized用在方法上就沒有作用呢？當然不會，先看下面的例子：

import java.util.Random;

public    class Thread1 extends Thread{
    private SyncList list;
    public Thread1(SyncList list) {
        this.list=list;
    }
    public  void  run() {
        try {
            for(int i=0;i<100;i++){
                Thread.sleep(10);//模擬處理一些業(yè)務(wù),這樣也更容易重現(xiàn)問題
                int randon = new Random().nextInt();
                list.addList(randon);//注意這里
            }
        } catch (InterruptedException e) {
            e.printStackTrace();
        }
    }
}

import java.util.ArrayList;
import java.util.List;

public class SyncList{
    
    private List list;
    
    public SyncList(List list) {
        this.list = list;
    }
    
    public void addList(E obj){
        list.add(obj);
    }
    public List getList() {
        return list;
    }
}

    public static void main(String[] args) throws InterruptedException {
        SyncList list = new SyncList(new ArrayList<>(1000));
        Thread1 t1 = new Thread1(list);
        t1.start();
        Thread1 t2 = new Thread1(list);
        t2.start();
        t1.join();
        t2.join();
        System.out.println("size="+list.getList().size());
}

執(zhí)行結(jié)果：

size=161

修改一下SyncList：

import java.util.ArrayList;
import java.util.List;

public class SyncList{
    
    private List list;
    
    public SyncList(List list) {
        this.list = list;
    }
    
    public synchronized void addList(E obj){//僅在這里加上synchronized 
        list.add(obj);
    }
    public List getList() {
        return list;
    }
}

執(zhí)行結(jié)果：

size=200

這個就是synchronized用在方法上的一個例子，鎖定的對象都是同一個SyncList，所以最終結(jié)果是正確的。因此synchronized使用上很重要的一點，是保障多個線程鎖定的對象要一致。

異常釋放鎖

public    class Thread1 extends Thread{
    private Object lock;
    public Thread1(Object lock) {
        this.lock=lock;
    }
    public  void  run() {
        try {
            synchronized (lock) {
                for(int i=5;i>-1;i--){
                    System.out.println(Thread.currentThread().getName()+":"+i);
                    Thread.sleep(200);
                    int j= 100/i;
                }
            }
        } catch (InterruptedException e) {
            e.printStackTrace();
        }
    }
}

    public static void main(String[] args) throws InterruptedException {
        Object lock = new Object();
        for(int i=0;i<2;i++){
            Thread1 t1 = new Thread1(lock);
            t1.start();
            t1.join();
            Thread.sleep(10);
        }
}

執(zhí)行結(jié)果：

Thread-0:5
Thread-0:4
Thread-0:3
Thread-0:2
Thread-0:1
Thread-0:0
Exception in thread "Thread-0" java.lang.ArithmeticException: / by zero
    at Thread1.run(Thread1.java:12)
Thread-1:5
Thread-1:4
Thread-1:3
Thread-1:2
Thread-1:1
Thread-1:0
Exception in thread "Thread-1" java.lang.ArithmeticException: / by zero
    at Thread1.run(Thread1.java:12)

可以看到由于Thread-0先獲取鎖，Thread-1一直處于等待狀態(tài)，Thread-0一直執(zhí)行到i=0時，程序發(fā)生異常，鎖被釋放。Thread-1就獲得了鎖開始執(zhí)行。

總結(jié)

1.synchronized可以修飾方法或者代碼塊。
2.盡量使用代碼塊以及減少代碼塊的范圍，有利于提高程序運行效率。
3.要注意鎖定的對象是否一致。

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