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前言
线程安全是我们并发编程中很重要的,为什么会造成线程安全,主要原因有两点:
1、共享数据(即临界资源)
2、多条线程共同操作同一数据。
为了解决这种问题,所以引入了锁机制的概念。这种锁很好理解,我们可以理解为,“为了确保临界资源的安全,在同一时刻只能有一个线程调用该临界资源,当某个线程调用临界资源的时候,给它加上锁,不让其他线程调用,只有当前线程调用完临界资源后,开锁,临界资源可以被其他线程调用”。synchronized就是java中的一种锁。
synchronized是Java中的关键字,是一种同步锁。它修饰的对象有以下几种:
1. 修饰一个代码块,被修饰的代码块称为同步语句块,其作用的范围是大括号{}括起来的代码,作用的对象是调用这个代码块的对象;
2. 修饰一个方法,被修饰的方法称为同步方法,其作用的范围是整个方法,作用的对象是调用这个方法的对象;
3. 修改一个静态的方法,其作用的范围是整个静态方法,作用的对象是这个类的所有对象;
4. 修改一个类,其作用的范围是synchronized后面括号括起来的部分,作用主的对象是这个类的所有对象。
修饰一个代码块
1、当一个线程访问一个对象中的synchronized(this)中的代码块时,其他想要访问该代码块的线程将被阻塞。我们先来看个demo
/**
* 同步线程
* Created by leiqi on 2018/4/27.
*/
public class SynThread implements Runnable {
public SynThread(){
}
@Override
public void run() {
synchronized (this){
for (int i= 0; i< 5;i++){
try {
System.out.println(Thread.currentThread().getName()+":"+i);
Thread.sleep(100);
}catch (InterruptedException e){
e.printStackTrace();
}
}
}
}
}
在main方法中调用下面方法:
/**
* 访问同一对象的synchronized()this代码块
*/
private static void FirstSynMethond() {
SynThread synThread = new SynThread();
Thread thread1 = new Thread(synThread,"SynThread1");
Thread thread2 = new Thread(synThread,"SynThread2");
thread1.start();
thread2.start();
}
我们看到的结果如下:
SynThread1:0
SynThread1:1
SynThread1:2
SynThread1:3
SynThread1:4
SynThread2:0
SynThread2:1
SynThread2:2
SynThread2:3
SynThread2:4
Process finished with exit code 0
我们可以看到同时调用两个并发线程对象,同时访问同一对象(SynThread)的synchronized(this)代码块时,只有一个线程能够执行,另一个线程受到阻塞,必须等前面的线程执行完之后后面的线程才能执行。这就相当于给对象加了把锁,当一个线程访问该对象时就把所关闭,不让其他线程访问,当前面线程执行完成之后,再把锁打开。这就解决了我们的并发时的安全问题。
我们再来通过下面的方法调用SynThread对象:
/**
* 访问不同对象的synchronized()this代码块
*/
private static void FirstSynMethond2() {
SynThread synThread1 = new SynThread();
SynThread synThread2 = new SynThread();
Thread thread1 = new Thread(synThread1,"SynThread1");
Thread thread2 = new Thread(synThread2,"SynThread2");
thread1.start();
thread2.start();
}
得到结果如下:
SynThread1:0
SynThread2:0
SynThread1:1
SynThread2:1
SynThread1:2
SynThread2:2
SynThread2:3
SynThread1:3
SynThread2:4
SynThread1:4
Process finished with exit code 0
我们发现,这次得到的结果和上次完全不一样,不是说同时只能一个又一个线程访问对象吗?我们仔细看发现我们刚才调用时。创建了两个SynThread对象,两个线程分别调用了它们自己的对象,而第一次运行的结果是两个线程调用的是同一个对象。为啥两个对象count还是一直在加,那是因为所以,在这里我们要注意一点:“
synchronized锁定的是对象,而不是类,第二次运行结果就是,因为有两个对象,所以生成了两把锁,这两把锁不干扰。”
2、
当一个线程访问对象的一个synchronized(this)同步代码块时,另一个线程仍然可以访问该对象中的非synchronized(this)同步代码块。 我们看下面demo:
/**
* 访问同一对象的synchronized(this)代码块和非synchronized(this)代码块
* Created by leiqi on 2018/4/28.
*/
public class SynthreadDemo2 implements Runnable {
private int count;
public SynthreadDemo2(){
count = 0;
}
public void countAdd(){
synchronized (this){
for (int i=0;i<5;i++){
try {
System.out.println("Add count"+":"+(count++));
Thread.sleep(100);
}catch (InterruptedException e){
e.printStackTrace();
}
}
}
}
public void printcount(){
for (int i =0; i<5;i++){
try{
System.out.println("print count"+":"+(count++));
Thread.sleep(100);
}catch (InterruptedException e){
e.printStackTrace();
}
}
}
@Override
public void run() {
String threadName = Thread.currentThread().getName();
if (threadName.equals("SynThreadDemo1")){
countAdd();
}else if (threadName.equals("SynThreadDemo2")){
printcount();
}
}
}
调用方法如下:
/**
* 同时访问同一对象的synchronized(this)代码块和非synchronized(this)代码块
*/
private static void SecondSynDemoMehond(){
SynthreadDemo2 synthreadDemo2 = new SynthreadDemo2();
Thread thread1= new Thread(synthreadDemo2,"SynThreadDemo1");
Thread thread2= new Thread(synthreadDemo2,"SynThreadDemo2");
thread1.start();
thread2.start();
}
我们得到结果如下所示:
print count:1
Add count:0
print count:2
Add count:3
print count:4
Add count:5
print count:6
Add count:7
print count:8
Add count:9
Process finished with exit code 0
上面的两个代码printcount是非synchronized(this)代码块,countAdd是synchronized(this)代码块,根据运行结果我们可以看到当一个线程访问一个对象的synchronized的代码块时其他线程可以访问该对象的非synchronized代码块。
修饰一个方法
synchhronized修饰一个方法比较简单,有以下两种方法:
/**
* 写法一
*/
public synchronized void method(){
//todo
}
/**
* 写法二
*/
public void method(){
synchronized (this){
//todo
}
}
这两种写法,写法一修饰一个方法 写法二修饰后整个方法的代码块,两者都是修饰了整个方法的代码,所以两种写法是等价的。在用synchronized修饰一个方法要注意以下几点:
1、synchronized关键字不能继承
我们可以使用synchronized关键字来修饰方法,但是synchronized是不属于方法的一部分,所以synchronized是不能被继承的。当我们用synchronized修饰一个方法后,在子类覆盖来这个方法,在子类中这个方法并不是同步的,必须显示的在子类调用方法上加上synchronized关键字才可以。也可以在子类调用父类的方法,两种写法demo如下:
我们可以使用synchronized关键字来修饰方法,但是synchronized是不属于方法的一部分,所以synchronized是不能被继承的。当我们用synchronized修饰一个方法后,在子类覆盖来这个方法,在子类中这个方法并不是同步的,必须显示的在子类调用方法上加上synchronized关键字才可以。也可以在子类调用父类的方法,两种写法demo如下:
在子类方法加上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方法:
class Parent {
public synchronized void method() { }
}
class Child extends Parent {
public void method() { super.method(); }
}
2、定义接口方法时不能使用synchronized关键字
3、构造方法不能使用synchronized关键字,但是可以使用synchronized (this)来同步代码块。
修饰一个静态方法
synchronized修饰一个静态方法写法如下:
public synchronized static void method() {
// todo
}
由于静态方法是属于类的而不是属于对象的,所以synchronized修饰静态方法是给这个类的对象加上锁,我们将第一个demo稍加改动:
/**
* 同步线程
* Created by leiqi on 2018/4/27.
*/
public class SynThread implements Runnable {
public SynThread(){
}
@Override
public void run() {
method();
}
private synchronized static void method(){
for (int i= 0; i< 5;i++){
try {
System.out.println(Thread.currentThread().getName()+":"+i);
Thread.sleep(100);
}catch (InterruptedException e){
e.printStackTrace();
}
}
}
}
调用方法根修饰代码块的第二种调用方法一样:
/**
* 访问不同对象的synchronized()this代码块
*/
private static void FirstSynMethond2() {
SynThread synThread1 = new SynThread();
SynThread synThread2 = new SynThread();
Thread thread1 = new Thread(synThread1,"SynThread1");
Thread thread2 = new Thread(synThread2,"SynThread2");
thread1.start();
thread2.start();
}
而这次我们得到的结果如下:
SynThread1:0
SynThread1:1
SynThread1:2
SynThread1:3
SynThread1:4
SynThread2:0
SynThread2:1
SynThread2:2
SynThread2:3
SynThread2:4
Process finished with exit code 0
为啥这次的结果和上面执行的结果不一样昵?这是因为 synchronized这次修饰的是静态方法,静态方法属于类,所以这次synchronized是给累的对象加锁,故而synThread1和synThread2是同一把锁。
修饰一个类
synchronized还可以用来修饰一个类,写法如下:
class ClassName{
public void method(){
synchronized (ClassName.class){
//todo
}
}
}
我们把上面的demo再做个修改
/**
* 同步线程
* Created by leiqi on 2018/4/27.
*/
public class SynThread implements Runnable {
public SynThread(){
}
@Override
public void run() {
method();
}
private void method(){
synchronized (SynThread.class){
for (int i= 0; i< 5;i++){
try {
System.out.println(Thread.currentThread().getName()+":"+i);
Thread.sleep(100);
}catch (InterruptedException e){
e.printStackTrace();
}
}
}
}
}
它的运行效果和上面的结果是一样的,最终效果都是给类的对象加锁,synchronized用于修饰一个类时,是给这个类的所有对象加锁,所有对象都是同同一把锁。
总结
通过上面的学习我们简单总结一下: