synchronized如何在Java中使用

發(fā)布時間：2020-11-20 15:33:13 來源：億速云閱讀：189 作者：Leah 欄目：編程語言

synchronized如何在Java中使用？很多新手對此不是很清楚，為了幫助大家解決這個難題，下面小編將為大家詳細講解，有這方面需求的人可以來學習下，希望你能有所收獲。

synchronized原理

在java中，每一個對象有且僅有一個同步鎖。這也意味著，同步鎖是依賴于對象而存在。

當我們調(diào)用某對象的synchronized方法時，就獲取了該對象的同步鎖。例如，synchronized(obj)就獲取了“obj這個對象”的同步鎖。

不同線程對同步鎖的訪問是互斥的。也就是說，某時間點，對象的同步鎖只能被一個線程獲取到！通過同步鎖，我們就能在多線程中，實現(xiàn)對“對象/方法”的互斥訪問。例如，現(xiàn)在有兩個線程A和線程B，它們都會訪問“對象obj的同步鎖”。假設，在某一時刻，線程A獲取到“obj的同步鎖”并在執(zhí)行一些操作；而此時，線程B也企圖獲取“obj的同步鎖” —— 線程B會獲取失敗，它必須等待，直到線程A釋放了“該對象的同步鎖”之后線程B才能獲取到“obj的同步鎖”從而才可以運行。

synchronized基本規(guī)則

我們將synchronized的基本規(guī)則總結(jié)為下面3條，并通過實例對它們進行說明。

第一條: 當一個線程訪問“某對象”的“synchronized方法”或者“synchronized代碼塊”時，其他線程對“該對象”的該“synchronized方法”或者“synchronized代碼塊”的訪問將被阻塞。

第二條: 當一個線程訪問“某對象”的“synchronized方法”或者“synchronized代碼塊”時，其他線程仍然可以訪問“該對象”的非同步代碼塊。

第三條: 當一個線程訪問“某對象”的“synchronized方法”或者“synchronized代碼塊”時，其他線程對“該對象”的其他的“synchronized方法”或者“synchronized代碼塊”的訪問將被阻塞。

第一條

當一個線程訪問“某對象”的“synchronized方法”或者“synchronized代碼塊”時，其他線程對“該對象”的該“synchronized方法”或者“synchronized代碼塊”的訪問將被阻塞。

下面是“synchronized代碼塊”對應的演示程序。

 class MyRunable implements Runnable {  
  @Override
  public void run() {
   synchronized(this) {
    try { 
     for (int i = 0; i < 5; i++) {
      Thread.sleep(); // 休眠ms
      System.out.println(Thread.currentThread().getName() + " loop " + i); 
     }
    } catch (InterruptedException ie) { 
    }
   } 
  }
 }

public class Demo_ {
  public static void main(String[] args) { 
   Runnable demo = new MyRunable();  // 新建“Runnable對象”
   Thread t1 = new Thread(demo, "t1"); // 新建“線程t1”, t1是基于demo這個Runnable對象
  Thread t2 = new Thread(demo, "t2"); // 新建“線程t2”, t2是基于demo這個Runnable對象
   t.start();       // 啟動“線程t”
   t.start();       // 啟動“線程t” 
  } 
 }

運行結(jié)果：

t1 loop 0
t1 loop 1
t1 loop 2
t1 loop 3
t1 loop 4
t2 loop 0
t2 loop 1
t2 loop 2
t2 loop 3
t2 loop 4

結(jié)果說明：

run()方法中存在“synchronized(this)代碼塊”，而且t1和t2都是基于"demo這個Runnable對象"創(chuàng)建的線程。這就意味著，我們可以將synchronized(this)中的this看作是“demo這個Runnable對象”；因此，線程t1和t2共享“demo對象的同步鎖”。所以，當一個線程運行的時候，另外一個線程必須等待“運行線程”釋放“demo的同步鎖”之后才能運行。
如果你確認，你搞清楚這個問題了。那我們將上面的代碼進行修改，然后再運行看看結(jié)果怎么樣，看看你是否會迷糊。修改后的源碼如下：

class MyThread extends Thread {
  public MyThread(String name) {
   super(name);
  }
  @Override
  public void run() {
   synchronized(this) {
    try { 
     for (int i = 0; i < 5; i++) {
      Thread.sleep(100); // 休眠100ms
      System.out.println(Thread.currentThread().getName() + " loop " + i); 
     }
    } catch (InterruptedException ie) { 
    }
   } 
  }
 }
 public class Demo1_2 {
  public static void main(String[] args) { 
   Thread t1 = new MyThread("t1"); // 新建“線程t1”
  Thread t2 = new MyThread("t2"); // 新建“線程t2”
   t.start();       // 啟動“線程t”
   t.start();       // 啟動“線程t” 
  } 
 }

代碼說明：

比較Demo1_2 和 Demo1_1，我們發(fā)現(xiàn)，Demo1_2中的MyThread類是直接繼承于Thread，而且t1和t2都是MyThread子線程。

幸運的是，在“Demo1_2的run()方法”也調(diào)用了synchronized(this)，正如“Demo1_1的run()方法”也調(diào)用了synchronized(this)一樣！

那么，Demo1_2的執(zhí)行流程是不是和Demo1_1一樣呢？

運行結(jié)果：

t1 loop 0
t2 loop 0
t1 loop 1
t2 loop 1
t1 loop 2
t2 loop 2
t1 loop 3
t2 loop 3
t1 loop 4
t2 loop 4

結(jié)果說明：

如果這個結(jié)果一點也不令你感到驚訝，那么我相信你對synchronized和this的認識已經(jīng)比較深刻了。否則的話，請繼續(xù)閱讀這里的分析。

synchronized(this)中的this是指“當前的類對象”，即synchronized(this)所在的類對應的當前對象。它的作用是獲取“當前對象的同步鎖”。

對于Demo1_2中，synchronized(this)中的this代表的是MyThread對象，而t1和t2是兩個不同的MyThread對象，因此t1和t2在執(zhí)行synchronized(this)時，獲取的是不同對象的同步鎖。對于Demo1_1對而言，synchronized(this)中的this代表的是MyRunable對象；t1和t2共同一個MyRunable對象，因此，一個線程獲取了對象的同步鎖，會造成另外一個線程等待。

第二條

當一個線程訪問“某對象”的“synchronized方法”或者“synchronized代碼塊”時，其他線程仍然可以訪問“該對象”的非同步代碼塊。

下面是“synchronized代碼塊”對應的演示程序。

 class Count {
  // 含有synchronized同步塊的方法
  public void synMethod() {
   synchronized(this) {
    try { 
     for (int i = 0; i < 5; i++) {
     Thread.sleep(100); // 休眠100ms
      System.out.println(Thread.currentThread().getName() + " synMethod loop " + i); 
     }
    } catch (InterruptedException ie) { 
    }
   } 
  }
  // 非同步的方法
  public void nonSynMethod() {
   try { 
    for (int i = 0; i < 5; i++) {
     Thread.sleep(100);
     System.out.println(Thread.currentThread().getName() + " nonSynMethod loop " + i); 
    }
   } catch (InterruptedException ie) { 
   }
  }
 }
 public class Demo {
  public static void main(String[] args) { 
   final Count count = new Count();
   // 新建t, t會調(diào)用“count對象”的synMethod()方法
   Thread t = new Thread(
     new Runnable() {
      @Override
      public void run() {
       count.synMethod();
      }
    }, "t1");
  // 新建t2, t2會調(diào)用“count對象”的nonSynMethod()方法
  Thread t2 = new Thread(
     new Runnable() {
      @Override
      public void run() {
       count.nonSynMethod();
      }
     }, "t2"); 
  t1.start(); // 啟動t1
   t2.start(); // 啟動t2
  } 
 }

運行結(jié)果：

t1 synMethod loop 0
t2 nonSynMethod loop 0
t1 synMethod loop 1
t2 nonSynMethod loop 1
t1 synMethod loop 2
t2 nonSynMethod loop 2
t1 synMethod loop 3
t2 nonSynMethod loop 3
t1 synMethod loop 4
t2 nonSynMethod loop 4

結(jié)果說明：

主線程中新建了兩個子線程t1和t2。t1會調(diào)用count對象的synMethod()方法，該方法內(nèi)含有同步塊；而t2則會調(diào)用count對象的nonSynMethod()方法，該方法不是同步方法。t1運行時，雖然調(diào)用synchronized(this)獲取“count的同步鎖”；但是并沒有造成t2的阻塞，因為t2沒有用到“count”同步鎖。

第三條

當一個線程訪問“某對象”的“synchronized方法”或者“synchronized代碼塊”時，其他線程對“該對象”的其他的“synchronized方法”或者“synchronized代碼塊”的訪問將被阻塞。

我們將上面的例子中的nonSynMethod()方法體的也用synchronized(this)修飾。修改后的源碼如下：

 class Count {
  // 含有synchronized同步塊的方法
  public void synMethod() {
   synchronized(this) {
    try { 
     for (int i = 0; i < 5; i++) {
      Thread.sleep(); // 休眠ms
      System.out.println(Thread.currentThread().getName() + " synMethod loop " + i); 
     }
    } catch (InterruptedException ie) { 
    }
   } 
  }
  // 也包含synchronized同步塊的方法
  public void nonSynMethod() {
   synchronized(this) {
    try { 
    for (int i = 0; i < 5; i++) {
      Thread.sleep(100);
      System.out.println(Thread.currentThread().getName() + " nonSynMethod loop " + i); 
     }
    } catch (InterruptedException ie) { 
    }
   }
  }
 }
 public class Demo3 {
  public static void main(String[] args) { 
   final Count count = new Count();
   // 新建t1, t1會調(diào)用“count對象”的synMethod()方法
  Thread t1 = new Thread(
     new Runnable() {
      @Override
      public void run() {
       count.synMethod();
      }
    }, "t1");
  // 新建t2, t2會調(diào)用“count對象”的nonSynMethod()方法
   Thread t2 = new Thread(
     new Runnable() {
      @Override
      public void run() {
       count.nonSynMethod();
      }
     }, "t2"); 
  t1.start(); // 啟動t1
  t2.start(); // 啟動t2
  } 
 }

運行結(jié)果：

t1 synMethod loop 0
t1 synMethod loop 1
t1 synMethod loop 2
t1 synMethod loop 3
t1 synMethod loop 4
t2 nonSynMethod loop 0
t2 nonSynMethod loop 1
t2 nonSynMethod loop 2
t2 nonSynMethod loop 3
t2 nonSynMethod loop 4

結(jié)果說明：

主線程中新建了兩個子線程t1和t2。t1和t2運行時都調(diào)用synchronized(this)，這個this是Count對象(count)，而t1和t2共用count。因此，在t1運行時，t2會被阻塞，等待t1運行釋放“count對象的同步鎖”，t2才能運行。

synchronized方法和 synchronized代碼塊

“synchronized方法”是用synchronized修飾方法，而 “synchronized代碼塊”則是用synchronized修飾代碼塊。

synchronized方法示例

public synchronized void foo1() {
 System.out.println("synchronized methoed");
}

synchronized代碼塊

public void foo2() {
 synchronized (this) {
  System.out.println("synchronized methoed");
 }
}

synchronized代碼塊中的this是指當前對象。也可以將this替換成其他對象，例如將this替換成obj，則foo2()在執(zhí)行synchronized(obj)時就獲取的是obj的同步鎖。

synchronized代碼塊可以更精確的控制沖突限制訪問區(qū)域，有時候表現(xiàn)更高效率。下面通過一個示例來演示：

// Demo4.java的源碼
 public class Demo4 {
  public synchronized void synMethod() {
  for(int i=0; i<1000000; i++)
    ;
  }
  public void synBlock() {
   synchronized( this ) {
    for(int i=0; i<1000000; i++)
     ;
   }
  }
  public static void main(String[] args) {
   Demo4 demo = new Demo4();
   long start, diff;
   start = System.currentTimeMillis();    // 獲取當前時間(millis)
   demo.synMethod();        // 調(diào)用“synchronized方法”
   diff = System.currentTimeMillis() - start;  // 獲取“時間差值”
   System.out.println("synMethod() : "+ diff);
   start = System.currentTimeMillis();    // 獲取當前時間(millis)
   demo.synBlock();        // 調(diào)用“synchronized方法塊”
   diff = System.currentTimeMillis() - start;  // 獲取“時間差值”
   System.out.println("synBlock() : "+ diff);
  }
 }

(某一次)執(zhí)行結(jié)果：

synMethod() : 11
synBlock() : 3

實例鎖和全局鎖

實例鎖 -- 鎖在某一個實例對象上。如果該類是單例，那么該鎖也具有全局鎖的概念。

實例鎖對應的就是synchronized關(guān)鍵字。

全局鎖 -- 該鎖針對的是類，無論實例多少個對象，那么線程都共享該鎖。

全局鎖對應的就是static synchronized（或者是鎖在該類的class或者classloader對象上）。

關(guān)于“實例鎖”和“全局鎖”有一個很形象的例子：

pulbic class Something {
 public synchronized void isSyncA(){}
 public synchronized void isSyncB(){}
 public static synchronized void cSyncA(){}
 public static synchronized void cSyncB(){}
}

假設，Something有兩個實例x和y。分析下面4組表達式獲取的鎖的情況。

(01) x.isSyncA()與x.isSyncB()
(02) x.isSyncA()與y.isSyncA()
(03) x.cSyncA()與y.cSyncB()
(04) x.isSyncA()與Something.cSyncA()

(01) 不能被同時訪問。因為isSyncA()和isSyncB()都是訪問同一個對象(對象x)的同步鎖！

 // LockTest1.java的源碼
 class Something {
  public synchronized void isSyncA(){
   try { 
    for (int i = 0; i < 5; i++) {
     Thread.sleep(); // 休眠ms
     System.out.println(Thread.currentThread().getName()+" : isSyncA");
    }
   }catch (InterruptedException ie) { 
   } 
  }
  public synchronized void isSyncB(){
   try { 
   for (int i = 0; i < 5; i++) {
     Thread.sleep(100); // 休眠100ms
     System.out.println(Thread.currentThread().getName()+" : isSyncB");
    }
   }catch (InterruptedException ie) { 
   } 
  }
 }
 public class LockTest {
  Something x = new Something();
  Something y = new Something(); 
  // 比較(01) x.isSyncA()與x.isSyncB() 
  private void test1() {
  // 新建t11, t11會調(diào)用 x.isSyncA()
   Thread t11 = new Thread(
     new Runnable() {
      @Override
      public void run() {
       x.isSyncA();
      }
    }, "t11");
   // 新建t12, t12會調(diào)用 x.isSyncB()
  Thread t12 = new Thread(
    new Runnable() {
     @Override
     public void run() {
       x.isSyncB();
      }
    }, "t12"); 
  t11.start(); // 啟動t11
   t12.start(); // 啟動t12
 } 
  public static void main(String[] args) {
  LockTest1 demo = new LockTest1();
  demo.test1();
  }
 }

運行結(jié)果：

t11 : isSyncA
t11 : isSyncA
t11 : isSyncA
t11 : isSyncA
t11 : isSyncA
t12 : isSyncB
t12 : isSyncB
t12 : isSyncB
t12 : isSyncB
t12 : isSyncB

(02) 可以同時被訪問。因為訪問的不是同一個對象的同步鎖，x.isSyncA()訪問的是x的同步鎖，而y.isSyncA()訪問的是y的同步鎖。

// LockTest2.java的源碼
 class Something {
   public synchronized void isSyncA(){
     try { 
      for (int i = 0; i < 5; i++) {
         Thread.sleep(100); // 休眠100ms
         System.out.println(Thread.currentThread().getName()+" : isSyncA");
       }
     }catch (InterruptedException ie) { 
     } 
   }
   public synchronized void isSyncB(){
     try { 
       for (int i = 0; i < 5; i++) {
        Thread.sleep(100); // 休眠100ms
         System.out.println(Thread.currentThread().getName()+" : isSyncB");
       }
     }catch (InterruptedException ie) { 
     } 
   }
   public static synchronized void cSyncA(){
     try { 
      for (int i = 0; i < 5; i++) {
        Thread.sleep(100); // 休眠100ms
         System.out.println(Thread.currentThread().getName()+" : cSyncA");
       } 
     }catch (InterruptedException ie) { 
     } 
   }
   public static synchronized void cSyncB(){
     try { 
      for (int i = 0; i < 5; i++) {
        Thread.sleep(100); // 休眠100ms
         System.out.println(Thread.currentThread().getName()+" : cSyncB");
       } 
     }catch (InterruptedException ie) { 
     } 
   }
 }
 public class LockTest2 {
   Something x = new Something();
   Something y = new Something();
  // 比較(02) x.isSyncA()與y.isSyncA()
  private void test2() {
     // 新建t21, t21會調(diào)用 x.isSyncA()
    Thread t21 = new Thread(
        new Runnable() {
           @Override
          public void run() {
           x.isSyncA();
          }
       }, "t21");
    // 新建t22, t22會調(diào)用 x.isSyncB()
    Thread t22 = new Thread(
        new Runnable() {
          @Override
          public void run() {
             y.isSyncA();
          }
        }, "t22"); 
    t21.start(); // 啟動t21
     t22.start(); // 啟動t22
  }
   public static void main(String[] args) {
     LockTest2 demo = new LockTest2();
     demo.test2();
   }
 }

運行結(jié)果：

t21 : isSyncA
t22 : isSyncA
t21 : isSyncA
t22 : isSyncA
t21 : isSyncA
t22 : isSyncA
t21 : isSyncA
t22 : isSyncA
t21 : isSyncA
t22 : isSyncA

(03) 不能被同時訪問。因為cSyncA()和cSyncB()都是static類型，x.cSyncA()相當于Something.isSyncA()，y.cSyncB()相當于Something.isSyncB()，因此它們共用一個同步鎖，不能被同時反問。

 // LockTest3.java的源碼
 class Something {
   public synchronized void isSyncA(){
     try { 
      for (int i = 0; i < 5; i++) {
         Thread.sleep(); // 休眠ms
         System.out.println(Thread.currentThread().getName()+" : isSyncA");
       }
     }catch (InterruptedException ie) { 
     } 
   }
   public synchronized void isSyncB(){
     try { 
       for (int i = 0; i < 5; i++) {
        Thread.sleep(100); // 休眠100ms
         System.out.println(Thread.currentThread().getName()+" : isSyncB");
       }
     }catch (InterruptedException ie) { 
     } 
   }
   public static synchronized void cSyncA(){
     try { 
       for (int i = 0; i < 5; i++) {
       Thread.sleep(100); // 休眠100ms
         System.out.println(Thread.currentThread().getName()+" : cSyncA");
       } 
     }catch (InterruptedException ie) { 
     } 
   }
   public static synchronized void cSyncB(){
     try { 
       for (int i = 0; i < 5; i++) {
        Thread.sleep(100); // 休眠100ms
         System.out.println(Thread.currentThread().getName()+" : cSyncB");
       } 
     }catch (InterruptedException ie) { 
     } 
   }
 }
 public class LockTest3 {
   Something x = new Something();
   Something y = new Something();
  // 比較(03) x.cSyncA()與y.cSyncB()
   private void test3() {
     // 新建t31, t31會調(diào)用 x.isSyncA()
     Thread t31 = new Thread(
         new Runnable() {
           @Override
           public void run() {
             x.cSyncA();
           }
         }, "t31");
    // 新建t32, t32會調(diào)用 x.isSyncB()
    Thread t32 = new Thread(
         new Runnable() {
           @Override
           public void run() {
             y.cSyncB();
           }
        }, "t32"); 
    t31.start(); // 啟動t31
     t32.start(); // 啟動t32
  } 
   public static void main(String[] args) {
    LockTest3 demo = new LockTest3();
    demo.test3();
   }
 }

運行結(jié)果：

t31 : cSyncA
t31 : cSyncA
t31 : cSyncA
t31 : cSyncA
t31 : cSyncA
t32 : cSyncB
t32 : cSyncB
t32 : cSyncB
t32 : cSyncB
t32 : cSyncB

(04) 可以被同時訪問。因為isSyncA()是實例方法，x.isSyncA()使用的是對象x的鎖；而cSyncA()是靜態(tài)方法，Something.cSyncA()可以理解對使用的是“類的鎖”。因此，它們是可以被同時訪問的。

// LockTest4.java的源碼
 class Something {
   public synchronized void isSyncA(){
     try { 
       for (int i = 0; i < 5; i++) {
         Thread.sleep(100); // 休眠100ms
         System.out.println(Thread.currentThread().getName()+" : isSyncA");
       }
     }catch (InterruptedException ie) { 
     } 
   }
   public synchronized void isSyncB(){
     try { 
       for (int i = 0; i < 5; i++) {
        Thread.sleep(100); // 休眠100ms
         System.out.println(Thread.currentThread().getName()+" : isSyncB");
       }
     }catch (InterruptedException ie) { 
     } 
   }
   public static synchronized void cSyncA(){
     try { 
      for (int i = 0; i < 5; i++) {
        Thread.sleep(100); // 休眠100ms
         System.out.println(Thread.currentThread().getName()+" : cSyncA");
       } 
     }catch (InterruptedException ie) { 
     } 
   }
   public static synchronized void cSyncB(){
     try { 
       for (int i = 0; i < 5; i++) {
        Thread.sleep(100); // 休眠100ms
         System.out.println(Thread.currentThread().getName()+" : cSyncB");
       } 
     }catch (InterruptedException ie) { 
     } 
   }
 }
 public class LockTest {
   Something x = new Something();
   Something y = new Something();
  // 比較(04) x.isSyncA()與Something.cSyncA()
  private void test4() {
     // 新建t41, t41會調(diào)用 x.isSyncA()
     Thread t = new Thread(
         new Runnable() {
           @Override
           public void run() {
             x.isSyncA();
           }
        }, "t41");
     // 新建t42, t42會調(diào)用 x.isSyncB()
    Thread t42 = new Thread(
         new Runnable() {
           @Override
          public void run() {
            Something.cSyncA();
          }
         }, "t42"); 
    t41.start(); // 啟動t41
   t42.start(); // 啟動t42
  } 
  public static void main(String[] args) {
    LockTest4 demo = new LockTest4();
    demo.test4();
  }
 }

運行結(jié)果：

t41 : isSyncA
t42 : cSyncA
t41 : isSyncA
t42 : cSyncA
t41 : isSyncA
t42 : cSyncA
t41 : isSyncA
t42 : cSyncA
t41 : isSyncA
t42 : cSyncA

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synchronized如何在Java中使用

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