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淺析java并發(fā)中的Synchronized關(guān)鍵詞

發(fā)布時(shí)間：2020-09-19 19:51:27 來(lái)源：腳本之家 閱讀：151 作者：by flydean 欄目：編程語(yǔ)言

如果在多線程的環(huán)境中，我們經(jīng)常會(huì)遇到資源競(jìng)爭(zhēng)的情況，比如多個(gè)線程要去同時(shí)修改同一個(gè)共享變量，這時(shí)候，就需要對(duì)資源的訪問(wèn)方法進(jìn)行一定的處理，保證同一時(shí)間只有一個(gè)線程訪問(wèn)。

java提供了synchronized關(guān)鍵字，方便我們實(shí)現(xiàn)上述操作。

為什么要同步

我們舉個(gè)例子，我們創(chuàng)建一個(gè)類(lèi)，提供了一個(gè)setSum的方法：

public class SynchronizedMethods {

  private int sum = 0;

  public void calculate() {
    setSum(getSum() + 1);
  }
}

如果我們?cè)诙嗑€程的環(huán)境中調(diào)用這個(gè)calculate方法：

@Test
  public void givenMultiThread_whenNonSyncMethod() throws InterruptedException {
    ExecutorService service = Executors.newFixedThreadPool(3);
    SynchronizedMethods summation = new SynchronizedMethods();

    IntStream.range(0, 1000)
        .forEach(count -> service.submit(summation::calculate));
    service.shutdown();
    service.awaitTermination(1000, TimeUnit.MILLISECONDS);

    assertEquals(1000, summation.getSum());
  }

按照上面的方法，我們預(yù)計(jì)要返回1000， 但是實(shí)際上基本不可能得到1000這個(gè)值，因?yàn)樵诙嗑€程環(huán)境中，對(duì)同一個(gè)資源進(jìn)行同時(shí)操作帶來(lái)的不利影響。

那我們?cè)趺床拍軌蚪ň€程安全的環(huán)境呢？

Synchronized關(guān)鍵詞

java提供了多種線程安全的方法，本文主要講解Synchronized關(guān)鍵詞，Synchronized關(guān)鍵詞可以有很多種形式：

  1. Instance methods
  2. Static methods
  3. Code blocks

當(dāng)我們使用synchronized時(shí)，java會(huì)在相應(yīng)的對(duì)象上加鎖，從而在同一個(gè)對(duì)象等待鎖的方法都必須順序執(zhí)行，從而保證了線程的安全。

Synchronized Instance Methods

Synchronized關(guān)鍵詞可以放在實(shí)例方法的前面：

public synchronized void synchronisedCalculate() {
    setSum(getSum() + 1);
  }

看下調(diào)用結(jié)果：

@Test
public void givenMultiThread_whenMethodSync() {
  ExecutorService service = Executors.newFixedThreadPool(3);
  SynchronizedMethods method = new SynchronizedMethods();

  IntStream.range(0, 1000)
   .forEach(count -> service.submit(method::synchronisedCalculate));
  service.awaitTermination(1000, TimeUnit.MILLISECONDS);

  assertEquals(1000, method.getSum());
}

這里synchronized將會(huì)鎖住該方法的實(shí)例對(duì)象，多個(gè)線程中只有獲得該實(shí)例對(duì)象鎖的線程才能夠執(zhí)行。

Synchronized Static Methods

Synchronized關(guān)鍵詞也可以用在static方法前面：

public static synchronized void syncStaticCalculate() {
    staticSum = staticSum + 1;
  }

Synchronized放在static方法前面和實(shí)例方法前面鎖住的對(duì)象不同。放在static方法前面鎖住的對(duì)象是這個(gè)Class本身，因?yàn)橐粋€(gè)Class在JVM中只會(huì)存在一個(gè)，所以不管有多少該Class的實(shí)例，在同一時(shí)刻只會(huì)有一個(gè)線程可以執(zhí)行該放方法。

@Test
  public void givenMultiThread_whenStaticSyncMethod() throws InterruptedException {
    ExecutorService service = Executors.newCachedThreadPool();

    IntStream.range(0, 1000)
        .forEach(count ->
            service.submit(SynchronizedMethods::syncStaticCalculate));
    service.shutdown();
    service.awaitTermination(100, TimeUnit.MILLISECONDS);

    assertEquals(1000, SynchronizedMethods.staticSum);
  }

Synchronized Blocks

有時(shí)候，我們可能不需要Synchronize整個(gè)方法，而是同步其中的一部分，這時(shí)候，我們可以使用Synchronized Blocks：

public void performSynchronizedTask() {
    synchronized (this) {
      setSum(getSum() + 1);
    }
  }

我們看下怎么測(cè)試：

@Test
  public void givenMultiThread_whenBlockSync() throws InterruptedException {
    ExecutorService service = Executors.newFixedThreadPool(3);
    SynchronizedMethods synchronizedBlocks = new SynchronizedMethods();

    IntStream.range(0, 1000)
        .forEach(count ->
            service.submit(synchronizedBlocks::performSynchronizedTask));
    service.shutdown();
    service.awaitTermination(100, TimeUnit.MILLISECONDS);

    assertEquals(1000, synchronizedBlocks.getSum());
  }

上面我們同步的是實(shí)例，如果在靜態(tài)方法中，我們也可以同步class：

public static void performStaticSyncTask(){
    synchronized (SynchronizedMethods.class) {
      staticSum = staticSum + 1;
    }
  }

我們看下怎么測(cè)試：

@Test
  public void givenMultiThread_whenStaticSyncBlock() throws InterruptedException {
    ExecutorService service = Executors.newCachedThreadPool();

    IntStream.range(0, 1000)
        .forEach(count ->
            service.submit(SynchronizedMethods::performStaticSyncTask));
    service.shutdown();
    service.awaitTermination(100, TimeUnit.MILLISECONDS);

    assertEquals(1000, SynchronizedMethods.staticSum);
  }

本文的例子可以參考 https://github.com/ddean2009/learn-java-concurrency/tree/master/Synchronized

ps：synchronized關(guān)鍵字的作用域有二種：

　　1)是某個(gè)對(duì)象實(shí)例內(nèi)，synchronized aMethod(){} 可以防止多個(gè)線程同時(shí) 訪問(wèn)這個(gè)對(duì)象的synchronized方法 (如果一個(gè)對(duì)象有多個(gè)synchronized方法，只要一個(gè)線程訪問(wèn)了其中的一個(gè)synchronized方法，其它線程不能同時(shí)訪問(wèn)這個(gè)對(duì)象中任何一個(gè)synchronized方法 )。這時(shí)，不同的對(duì)象實(shí)例的 synchronized方法是不相干擾的。也就是說(shuō)，其它線程照樣可以同時(shí)訪問(wèn)相同類(lèi)的另一個(gè)對(duì)象實(shí)例中的synchronized方法;
總的來(lái)說(shuō)，這種情況，鎖就是這個(gè)方法所在的對(duì)象

　　2)是某個(gè)類(lèi)的范圍，synchronized static aStaticMethod{} 防止多個(gè)線程同時(shí)訪問(wèn)這個(gè)類(lèi)中的synchronized static 方法 。它可以對(duì)類(lèi)的所有對(duì)象實(shí)例起作用。此時(shí)鎖就是這個(gè)class

總結(jié)

到此這篇關(guān)于java并發(fā)中的Synchronized關(guān)鍵詞的文章就介紹到這了,更多相關(guān)java Synchronized關(guān)鍵詞內(nèi)容請(qǐng)搜索億速云以前的文章或繼續(xù)瀏覽下面的相關(guān)文章希望大家以后多多支持億速云！

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