Java多线程初学者指南(12):使用Synchronized块同步变量

Python017

Java多线程初学者指南(12):使用Synchronized块同步变量,第1张

我们可以通过synchronized块来同步特定的静态或非静态方法 要想实现这种需求必须为这些特性的方法定义一个类变量 然后将这些方法的代码用synchronized块括起来 并将这个类变量作为参数传入synchronized块 下面的代码演示了如何同步特定的类方法

     package mythread          public class SyncThread extends Thread     {         private static String sync =           private String methodType =                private static void method(String s)         {             synchronized (sync)             {                 sync = s                 System out println(s)                 while (true)             }         }         public void method ()         {             method( method )         }         public static void staticMethod ()         {             method( staticMethod )         }         public void run()         {             if (methodType equals( static ))                 staticMethod ()             else if (methodType equals( nonstatic ))                 method ()         }         public SyncThread(String methodType)         {             thodType = methodType         }         public static void main(String[] args) throws Exception         {             SyncThread sample  = new SyncThread( nonstatic )             SyncThread sample  = new SyncThread( static )             sample start()             sample start()         }     }

运行结果如下

method staticMethod

看到上面的运行结果很多读者可能感到惊奇 在上面的代码中method 和staticMethod 方法使用了静态字符串变量sync进行同步 这两个方法只能有一个同时执行 而这两个方法都会执行 行的无限循环语句 因此 输出结果只能是method 和staticMethod 其中之一 但这个程序将这两个字符串都输出了

出现这种结果的愿意很简单 我们看一下 行就知道了 原来在这一行将sync的值改变了 在这里要说一下Java中的String类型 String类型和Java中其他的复杂类型不同 在使用String型变量时 只要给这个变量赋一次值 Java就会创建个新的String类型的实例 如下面的代码所示

String s =  hello System out println(s hashCode())s =  world System out println(s hashCode()) 

在上面的代码中 第一个s和再次赋值后的s的hashCode的值是不一样的 由于创建String类的实例并不需要使用new 因此 在同步String类型的变量时要注意不要给这个变量赋值 否则会使变量无法同步

由于在 行已经为sync创建了一个新的实例 假设method 先执行 当method 方法执行了 行的代码后 sync的值就已经不是最初那个值了 而method 方法锁定的仍然是sync变量最初的那个值 而在这时 staticMethod 正好执行到synchronized(sync) 在staticMethod 方法中要锁定的这个sync和method 方法锁定的sync已经不是一个了 因此 这两个方法的同步性已经被破坏了

解决以上问题的方法当然是将 行去掉 在本例中加上这行 只是为了说明使用类变量来同步方法时如果在synchronized块中将同步变量的值改变 就会破坏方法之间的同步 为了彻底避免这种情况发生 在定义同步变量时可以使用final关键字 如将上面的程序中的 行可改成如下形式

private final static String sync = 

使用final关键字后 sync只能在定义时为其赋值 并且以后不能再修改 如果在程序的其他地方给sync赋了值 程序就无法编译通过 在Eclipse等开发工具中 会直接在错误的地方给出提示

我们可以从两个角度来理解synchronized块 如果从类方法的角度来理解 可以通过类变量来同步相应的方法 如果从类变量的角度来理解 可以使用synchronized块来保证某个类变量同时只能被一个方法访问 不管从哪个角度来理解 它们的实质都是一样的 就是利用类变量来获得同步锁 通过同步锁的互斥性来实现同步

lishixinzhi/Article/program/Java/gj/201311/27400

要想解决 脏数据 的问题 最简单的方法就是使用synchronized关键字来使run方法同步 代码如下

public synchronized void run(){     }

从上面的代码可以看出 只要在void和public之间加上synchronized关键字 就可以使run方法同步 也就是说 对于同一个Java类的对象实例 run方法同时只能被一个线程调用 并当前的run执行完后 才能被其他的线程调用 即使当前线程执行到了run方法中的yield方法 也只是暂停了一下 由于其他线程无法执行run方法 因此 最终还是会由当前的线程来继续执行 先看看下面的代码

sychronized关键字只和一个对象实例绑定

  class Test  {        public synchronized void method()       {                   }  }     public class Sync implements Runnable  {       private Test test       public void run()       {            thod()       }       public Sync(Test test)       {           this test = test       }       public static void main(String[] args) throws Exception       {           Test test  =  new Test()           Test test  =  new Test()           Sync sync  = new Sync(test )           Sync sync  = new Sync(test )           new Thread(sync ) start()           new Thread(sync ) start()        }   }

在Test类中的method方法是同步的 但上面的代码建立了两个Test类的实例 因此 test 和test 的method方法是分别执行的 要想让method同步 必须在建立Sync类的实例时向它的构造方法中传入同一个Test类的实例 如下面的代码所示

Sync sync  = new Sync(test )

不仅可以使用synchronized来同步非静态方法 也可以使用synchronized来同步静态方法 如可以按如下方式来定义method方法

class Test {    public static synchronized void method() {   }}

建立Test类的对象实例如下

Test test = new Test()

对于静态方法来说 只要加上了synchronized关键字 这个方法就是同步的 无论是使用thod() 还是使用thod()来调用method方法 method都是同步的 并不存在非静态方法的多个实例的问题

在 种设计模式中的单件(Singleton)模式如果按传统的方法设计 也是线程不安全的 下面的代码是一个线程不安全的单件模式

package test// 线程安全的Singleton模式class Singleton{    private static Singleton sample    private Singleton()    {    }    public static Singleton getInstance()    {        if (sample == null)        {            Thread yield() // 为了放大Singleton模式的线程不安全性            sample = new Singleton()        }        return sample    }}public class MyThread extends Thread{    public void run()    {        Singleton singleton = Singleton getInstance()        System out println(singleton hashCode())    }    public static void main(String[] args)    {        Thread threads[] = new Thread[ ]        for (int i =   i < threads length i++)            threads[i] = new MyThread()        for (int i =   i < threads length i++)            threads[i] start()    }}

在上面的代码调用yield方法是为了使单件模式的线程不安全性表现出来 如果将这行去掉 上面的实现仍然是线程不安全的 只是出现的可能性小得多

程序的运行结果如下

上面的运行结果可能在不同的运行环境上有所有同 但一般这五行输出不会完全相同 从这个输出结果可以看出 通过getInstance方法得到的对象实例是五个 而不是我们期望的一个 这是因为当一个线程执行了Thread yield()后 就将CPU资源交给了另外一个线程 由于在线程之间切换时并未执行到创建Singleton对象实例的语句 因此 这几个线程都通过了if判断 所以 就会产生了建立五个对象实例的情况(可能创建的是四个或三个对象实例 这取决于有多少个线程在创建Singleton对象之前通过了if判断 每次运行时可能结果会不一样)

要想使上面的单件模式变成线程安全的 只要为getInstance加上synchronized关键字即可 代码如下

public static synchronized Singleton getInstance() {   }

当然 还有更简单的方法 就是在定义Singleton变量时就建立Singleton对象 代码如下

private static final Singleton sample = new Singleton()

然后在getInstance方法中直接将sample返回即可 这种方式虽然简单 但不知在getInstance方法中创建Singleton对象灵活 读者可以根据具体的需求选择使用不同的方法来实现单件模式

在使用synchronized关键字时有以下四点需要注意

  synchronized关键字不能继承

虽然可以使用synchronized来定义方法 但synchronized并不属于方法定义的一部分 因此 synchronized关键字不能被继承 如果在父类中的某个方法使用了synchronized关键字 而在子类中覆盖了这个方法 在子类中的这个方法默认情况下并不是同步的 而必须显式地在子类的这个方法中加上synchronized关键字才可以 当然 还可以在子类方法中调用父类中相应的方法 这样虽然子类中的方法不是同步的 但子类调用了父类的同步方法 因此 子类的方法也就相当于同步了 这两种方式的例子代码如下

在子类方法中加上synchronized关键字

class Parent{    public synchronized void method() {   }}class Child extends Parent{    public synchronized void method() {   }}

在子类方法中调用父类的同步方法

class Parent{    public synchronized void method() {   }}class Child extends Parent{    public void method() { thod()   }}

  在定义接口方法时不能使用synchronized关键字

  构造方法不能使用synchronized关键字 但可以使用下节要讨论的synchronized块来进行同步

  synchronized可以自由放置

在前面的例子中使用都是将synchronized关键字放在方法的返回类型前面 但这并不是synchronized可放置唯一位置 在非静态方法中 synchronized还可以放在方法定义的最前面 在静态方法中 synchronized可以放在static的前面 代码如下

public synchronized void method()synchronized public void method()public static synchronized void method()public synchronized static void method()synchronized public static void method()

但要注意 synchronized不能放在方法返回类型的后面 如下面的代码是错误的

public void synchronized method()public static void synchronized method()

synchronized关键字只能用来同步方法 不能用来同步类变量 如下面的代码也是错误的

public synchronized int n =  public static synchronized int n = 

虽然使用synchronized关键字同步方法是最安全的同步方式 但大量使用synchronized关键字会造成不必要的资源消耗以及性能损失 虽然从表面上看synchronized锁定的是一个方法 但实际上synchronized锁定的是一个类 也就是说 如果在非静态方法method 和method 定义时都使用了synchronized 在method 未执行完之前 method 是不能执行的 静态方法和非静态方法的情况类似 但静态和非静态方法不会互相影响 看看如下的代码

package testpublic class MyThread  extends Thread{    public String methodName    public static void method(String s)    {        System out println(s)        while (true)                }    public synchronized void method ()    {        method( 非静态的method 方法 )    }    public synchronized void method ()    {        method( 非静态的method 方法 )    }    public static synchronized void method ()    {        method( 静态的method 方法 )    }    public static synchronized void method ()    {        method( 静态的method 方法 )    }    public void run()    {        try        {            getClass() getMethod(methodName) invoke(this)        }        catch (Exception e)        {        }    }    public static void main(String[] args) throws Exception    {        MyThread  myThread  = new MyThread ()        for (int i =   i <=   i++)        {            thodName =  method  + String valueOf(i)            new Thread(myThread ) start()            sleep( )        }    }}

运行结果如下

非静态的method 方法静态的method 方法

lishixinzhi/Article/program/Java/gj/201311/27526