多线程基础——Synchronize

简介: 在Java中,`synchronized`关键字用于保证线程安全,通过加锁机制确保多线程环境下的原子性。它可以使线程由并行变为串行,虽然可能影响性能,但确保了结果的正确性。使用时需注意:1. **修饰方法**:锁住实例对象。2. **修饰代码块**:锁住当前调用方法的对象。3. **修饰静态方法**:锁住类对象。`synchronized`特性包括互斥、内存可见性和可重入。互斥确保同一时间只有一个线程能执行锁定代码;内存可见性保证线程间数据的一致性;可重入允许同一线程多次获取同一锁而不会死锁。

线程安全——Synchronized

[toc]

前面我们介绍了在Java中可以用加锁关键字synchronized保证原子性。

线程安全中通过synchronized给线程加锁,是线程由并行变为串行,这时可能会有疑问说:使用多线程的目的就是提高代码效率,加锁后就变成了单线程了,岂不是多此一举了?

因此在使用多线程时要注意一下几点

  1. 使用多线程的前提是必须保证结果的正确
  2. 在多线程修改共享变量时,才会出现线程安全问题;通过缩小锁的范围,从而提高程序的并发处理能力

1.使用方法

1.1修饰方法

这里我们以 :使用多线程实现count自增 为例

java

代码解读

复制代码

class Counter{
    public int count =0;
    public synchronized void increase(){
        count++;
    }
}

1.2修饰代码块

java

代码解读

复制代码

class Counter{
    public int count =0;
    public  void increase(){
        System.out.println("加锁之前的操作...");
        //锁对象 需提供一个对象
        synchronized (this){
            count++;
        }
        System.out.println("加锁之后的操作...");

    }
}

使用synchronized修饰的代码块涉及的指令,并不是在CPU上无脑的执行完,而是有可能执行了一半就被调度走了,但是即便被调度出CPU也不会释放锁,别的线程尝试获取锁时依然会阻塞等待

1.3锁静态方法

java

代码解读

复制代码

class Counter {
    public static int count = 0;
    public synchronized static void increase() {
        count++;
    }
}

1.3 给一个线程加锁,也会出现线程安全问题

举栗:

java

代码解读

复制代码

class Counter{
    public int count =0;

    /**
     * 执行自增
     */
    public synchronized void increase(){
            count++;
    }

    /**
     * 不加锁
     */
    public  void increase1(){
        count++;
    }
}

1.4锁对象

在1.2中**()里面的this指的是:是对那个对象进行加锁**

加锁操作,是针对 一个对象进行的。

而我们需要的理解的是:synchronized锁的是什么,当两个线程竞争的是同一个锁时,才会产生线程安全(两个线程竞争不同的锁时,根本不会产生任何的线程安全,两把锁之间没有任何关系,不会产生阻塞等待)。

因此在判断是否会产生锁竞争时,只需判断一下锁对象是否是同一个对象。

1.5 锁信息的记录

在Java虚拟机中,对象在内存结中的结构可以划分为4个区域:

  • markword:对象头,锁信息,GC,程序计数器
  • 类型指针(_class) :类型
  • 实例数据(instance_data) :成员变量信息
  • 对齐填充(padding)

总结:

synchronized的几种用法

  1. 修饰普通方法,相当于锁实例对象
  2. 对代码块进行加锁,相当于锁当前调用方法的对象(也是实例对象)
  3. 对静态方法进行加锁,相当于锁类对象

2.特性

互斥

一个线程获取了锁之后,其他线程就必须阻塞等待,等到当前获取锁的线程释放了锁之后再去竞争

内存可见(刷新内存)

synchronized实现内存可见的机制是通过原子性完成的,一个线程完成了读、改、写回内存这一操作之后,再释放锁,下一个线程才能获取锁,再开始读取

所以保证了下一个线程读到的值是上一个线程写回主内存的最新值

可重入

在方法调用的链路中,可能存在多个被synchronized修饰的方法或者代码块

对于同一对象,针对同一个线程(当前获得锁的线程)互斥那么这个锁就不可以重入,会产生一个互斥等待的现象,也叫死锁

对于同一锁对象,针对同一个线程(当前获得锁的线程)不互斥那么这个锁就可以重入


转载来源:https://juejin.cn/post/7299621996249694271

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