二哥,离你上一篇我去已经过去两周时间了,这个系列还不打算更新吗?着急着看呢。
以上是读者 Jason 发来的一条信息,不看不知道,一看真的是吓一跳,上次我去是 4 月 3 号更新的,离现在一个多月了,可不只是两周时间啊。可能我自己天天写,没觉得时间已经过去这么久了,是时候带来新的一篇“我去”了。
这次没有代码 review,是同事小王直接问我的,“青哥,能给我详细地说一说 synchronized 关键字怎么用吗?”他问的态度很谦逊,但我还是忍不住破口大骂:“我擦,小王,你丫的竟然不会用 synchronized,我当初是怎么面试你进来的!”
(我笔名是沉默王二,读者都叫二哥,但在公司不是的,同事叫我青哥,想知道我真名的,可以搜《Web全栈开发进阶之路》)
简单地说,当两个或者两个以上的线程同一时间要修改同一个可变的共享数据时,就需要一些保护措施,否则,共享数据修改后的结果大概率会超出你的预期。对于初学者来说,synchronized 关键字就是最好用的一种解决方案。
01、为什么需要保护
可能很多初学者不明白,为什么多线程环境下,可变共享变量修改后的结果会超出预期。为了解释清楚这一点,来看一个例子。
public class SynchronizedMethod { private int sum; public int getSum() { return sum; } public void setSum(int sum) { this.sum = sum; } public void calculate() { setSum(getSum() + 1); } }
SynchronizedMethod 是一个非常简单的类,有一个私有的成员变量 sum,对应的 getter/setter,以及给 sum 加 1 的 calculate() 方法。
然后,我们来给 calculate() 方法写一个简单的测试用例。
可能一些初学者还不知道怎么快速创建测试用例,我这里就手摸手地现场教学下。
第一步,把鼠标移动到类名上,会弹出一个提示框。
第二步,点击「More actions」按钮,会弹出以下提示框。
第三步,选择「Create Test」,弹出创建测试用例的对话框。
选择最新的 JUnit5,如果项目之前没有引入 JUnit5 依赖的话,IDEA 会提醒你,点击 Fix,IDEA 会自动帮你添加,非常智能化。在对话框中勾选要创建测试用例的方法——calculate()。
点击 OK 按钮后,IDEA 会在 src 的同级目录 test 下创建一个名为 SynchronizedMethodTest 的测试类:
class SynchronizedMethodTest {
@Test
void calculate() {
}
}
calculate() 方法上会有一个 @Test 的注解,表示这是一个测试方法。添加具体的代码,如下所示:
ExecutorService service = Executors.newFixedThreadPool(3); SynchronizedMethod summation = new SynchronizedMethod(); IntStream.range(0, 1000) .forEach(count -> service.submit(summation::calculate)); service.awaitTermination(1000, TimeUnit.MILLISECONDS); assertEquals(1000, summation.getSum());
1)Executors.newFixedThreadPool() 方法可以创建一个指定大小的线程池服务 ExecutorService。
2)通过 IntStream.range(0, 1000).forEach() 来执行 calculate() 方法 1000 次。
3)通过 assertEquals() 方法进行判断。
运行该测试用例,结果会是什么呢?
很不幸,失败了。预期的值为 1000,但实际的值是 976。这是因为多线程环境下,可变的共享数据没有得到保护。