synchronized关键字

简介: 首先,我们简单总结一下锁对象(Lock)和条件对象(Condition)的要点:锁用来保护代码片段,任何时刻只能有一个线程执行被保护的代码锁可以管理试图进入被保护代码段的线程锁可以拥有一个或多个相关的条件对象每个条件对象管理那些已经进入被保护的代码段但还不能运行的线程其实大多数情况下,我们并不需要像 Lock 和 Condition 那样高度的锁定控制,synchronized 关键字就是 Java 提供一种简洁的锁定控制方式。

首先,我们简单总结一下锁对象(Lock)条件对象(Condition)的要点:

  • 锁用来保护代码片段,任何时刻只能有一个线程执行被保护的代码
  • 锁可以管理试图进入被保护代码段的线程
  • 锁可以拥有一个或多个相关的条件对象
  • 每个条件对象管理那些已经进入被保护的代码段但还不能运行的线程

其实大多数情况下,我们并不需要像 Lock 和 Condition 那样高度的锁定控制,synchronized 关键字就是 Java 提供一种简洁的锁定控制方式。从 Java 1.0 开始,每个对象都有一个内部锁(intrinsicLock),如果一个方法用 synchronized 关键字声明,那么对象的锁将保护整个方法,也就是说,要想调用这个方法,就必须获得内部的对象锁

public synchronized void method(){
    ...
}

//等价于

public void method(){
    this.intrinsicLock.lock();  //内部锁
    try{
        ...
    }
    finally{
        this.intrinsicLock.unlock();
    }
}

因为在 synchronized 关键字修饰下,我们使用的是对象内部锁,所以我们可以直接使用 Object 类提供的方法 wait,notify,notifyAll。Condition类中的 await,signal,signalAll 与之相等价,只是因为 Object类中的方法是 final 方法,在 Condition 类中修改命名以免冲突。

这样一来我们在前一篇中的例子中的 transfer 方法就可以写为:

public synchronized void transfer(int from, int to, int amount)
    throws InterruptedException{
    while(account[from] < amount)
        wait(); //等价于 intrinsicLock.await()
    ...
    notifyAll(); //等价于 intrinsicLock.signalAll()
}

synchronized 可以用来修饰一个方法或是修饰一个代码块,上面的例子就是修饰一个方法的用法,如果修饰一个代码块,就要这样写:

public void transfer(int from, int to, int amount)
    throws InterruptedException{
    synchronized(this){
        while(account[from] < amount)
            wait(); 
        ...
        notifyAll(); 
    }
}

无论怎么样写,作用都是一样的,都是相当于在 synchronized 关键字所指定的区域内添加锁,用来保证任意时刻只有一个线程能够进入该区域
将静态方法声明为 synchronized 也是合法的,如果调用这种方法,该方法获得相关的类对象的内部锁。例如,如果 Bank 类有一个静态同步的方法,那么当该方法被调用时,Bank.class 对象的锁被锁住。因此,没有其他线程可以调用同一个类的这个或任何其他的同步静态方法。

内部锁和条件存在一些局限:

  • 不能中断一个正在试图获得锁的线程
  • 试图获得锁时不能设定超时
  • 每个锁仅有单一的条件,可能是不够的
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volatile写和volatile读的内存语义: 1. 线程A写一个volatile变量,实质上是线程A向接下来将要读这个volatile变量的某个线程发出了(其对共享变量所在修改的)消息。 2. 线程B读一个volatile变量,实质上是线程B接收了之前某个线程发出的(在写这个volatile变量之前对共享变量所做修改的)消息。 3. 线程A写一个volatile变量,随后线程B读这个volatile变量,这个过程实质上是线程A通过主内存向线程B发送消息。
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