多线程:Java内置锁与synchronized关键字

xiaoxiao2021-02-28  64

Java提供了一种内置的锁机制来支持原子性

每一个Java对象都可以用作一个实现同步的锁,称为内置锁,线程进入同步代码块之前自动获取到锁,代码块执行完成正常退出或代码块中抛出异常退出时会释放掉锁

内置锁为互斥锁,即线程A获取到锁后,线程B阻塞直到线程A释放锁,线程B才能获取到同一个锁

内置锁使用synchronized关键字实现,synchronized关键字有两种用法:

1,修饰需要进行同步的方法(所有访问状态变量的方法都必须进行同步),此时充当锁的对象为调用同步方法的对象

[java]  view plain  copy public class Test{       private int count = 0;              public synchronized int add(){           count += 1;           return count;       }              public synchronized int delete(){           count -= 1;           return count;       }   }  

2,同步代码块

和直接使用synchronized修饰需要同步的方法是一样的,但是锁的粒度可以更细,并且充当锁的对象不一定是this,也可以是其它对象,所以使用起来更加灵活

[java]  view plain  copy public class Test{       private int count = 0;              public int add(){           synchronized(this){               count += 1;           }           return count;       }              public int delete(){           synchronized(this){               count -= 1;           }           return count;       }   }  

用synchronized关键字修饰的方法可以认为是一个横跨整个方法体的同步代码块

[java]  view plain  copy public class Status {       private int num = 0;              public void selfIncrease(){           num = num + 1;           System.out.println(Thread.currentThread().getName()                      + "|" + num);       }   }   [java]  view plain  copy public class Task implements Runnable {       private Status status;              public Task(Status status){           this.status = status;       }              public void run() {           synchronized (status) {               status.selfIncrease();           }       }              public static void main(String[] args) {           Status status = new Status();           Task task = new Task(status);           Thread t1 = new Thread(task);           Thread t2 = new Thread(task);           Thread t3 = new Thread(task);           Thread t4 = new Thread(task);           t1.start();           t2.start();           t3.start();           t4.start();       }   }  

运行结果为:

[plain]  view plain  copy Thread-0|1   Thread-3|2   Thread-2|3   Thread-1|4  

修改上面的代码,每个线程运行时创建一个新的Status对象,而不是像上面的代码,4个线程共用同一个Status对象:

[java]  view plain  copy public class Task implements Runnable {       public void run() {           Status status = new Status();           synchronized (status) {               status.selfIncrease();           }       }              public static void main(String[] args) {           Task task = new Task();           Thread t1 = new Thread(task);           Thread t2 = new Thread(task);           Thread t3 = new Thread(task);           Thread t4 = new Thread(task);           t1.start();           t2.start();           t3.start();           t4.start();       }   }  

由于充当锁的对象实例不一定是同一个对象(hashcode不同),同步失效:

[plain]  view plain  copy Thread-0|1   Thread-1|1   Thread-3|1   Thread-2|1  

因此同步代码块中充当锁的对象必须为同一个对象

[java]  view plain  copy public class Task implements Runnable {       private Status status;              public Task(Status status){           this.status = status;       }              public void run() {           synchronized (status) {               System.out.println("Thread lock");               System.out.println("Thread:" + status.getNum());               System.out.println("Thread over");              }       }              public static void main(String[] args) {           Status status = new Status();           Task task = new Task(status);           Thread t = new Thread(task);           t.start();           //synchronized(status){               System.out.println("Main");               status.setNum(1);               System.out.println("Main:" + status.getNum());           //}       }   }  

运行结果为:

[plain]  view plain  copy Main   Thread lock   Main:1   Thread:1   Thread over  

从运行结果可以看出,在Thread线程锁定status对象的时候,Main线程在Thread线程释放锁对象前依然能够修改status对象的num域,说明锁没有生效

Main线程中没有对status对象进行同步,故在Thread线程锁定status对象的时候不需要阻塞,可以直接操作status对象,因此所有使用同步对象的地方都必须进行同步

修改方式为:Task类的main方法中,在操作status对象时进行同步(去掉代码中的注释部分)

如果锁对象为静态变量,或使用synchronized关键字修饰静态方法,则锁对象为Class对象

[java]  view plain  copy public class Status {       private static int num = 0;              public synchronized static void selfIncrease(){           num = num + 1;           System.out.println(Thread.currentThread().getName()                      + "|" + num);       }   }   [java]  view plain  copy public class Task implements Runnable {              public void run() {           Status.selfIncrease();       }              public static void main(String[] args) throws Exception {           Task task = new Task();           Thread t1 = new Thread(task);           Thread t2 = new Thread(task);           Thread t3 = new Thread(task);           Thread t4 = new Thread(task);           t1.start();           t2.start();           t3.start();           t4.start();       }   }  

运行结果如下:

[plain]  view plain  copy Thread-0|1   Thread-1|2   Thread-3|3   Thread-2|4  

相当于:

[java]  view plain  copy public class Status {       private static int num = 0;              public static void selfIncrease(){           synchronized(Status.class){               num = num + 1;               System.out.println(Thread.currentThread().getName()                          + "|" + num);           }       }   }  

或是:

[java]  view plain  copy public class Status {       private static int num = 0;       private static Object lock = new Object();              public static void selfIncrease(){           synchronized(lock){               num = num + 1;               System.out.println(Thread.currentThread().getName()                          + "|" + num);           }       }   }  
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