文章目录
- 为什么要同步
- Synchronized关键词
- Synchronized Instance Methods
- Synchronized Static Methods
- Synchronized Blocks
java并发中的Synchronized关键词
如果在多线程的环境中，我们经常会遇到资源竞争的情况，比如多个线程要去同时修改同一个共享变量，这时候，就需要对资源的访问方法进行一定的处理，保证同一时间只有一个线程访问。
java提供了synchronized关键字，方便我们实现上述操作。
为什么要同步
我们举个例子，我们创建一个类，提供了一个setSum的方法：
public class SynchronizedMethods { private int sum = 0; public void calculate() { setSum(getSum() + 1); } }
如果我们在多线程的环境中调用这个calculate方法：
@Test public void givenMultiThread_whenNonSyncMethod() throws InterruptedException { ExecutorService service = Executors.newFixedThreadPool(3); SynchronizedMethods summation = new SynchronizedMethods(); IntStream.range(0, 1000) .forEach(count -> service.submit(summation::calculate)); service.shutdown(); service.awaitTermination(1000, TimeUnit.MILLISECONDS); assertEquals(1000, summation.getSum()); }
按照上面的方法，我们预计要返回1000， 但是实际上基本不可能得到1000这个值，因为在多线程环境中，对同一个资源进行同时操作带来的不利影响。
那我们怎么才能够建线程安全的环境呢？
Synchronized关键词
java提供了多种线程安全的方法，本文主要讲解Synchronized关键词，Synchronized关键词可以有很多种形式：
- Instance methods
- Static methods
- Code blocks
当我们使用synchronized时，java会在相应的对象上加锁，从而在同一个对象等待锁的方法都必须顺序执行，从而保证了线程的安全。
Synchronized Instance Methods
Synchronized关键词可以放在实例方法的前面：
public synchronized void synchronisedCalculate() { setSum(getSum() + 1); }
看下调用结果：
@Test public void givenMultiThread_whenMethodSync() { ExecutorService service = Executors.newFixedThreadPool(3); SynchronizedMethods method = new SynchronizedMethods(); IntStream.range(0, 1000) .forEach(count -> service.submit(method::synchronisedCalculate)); service.awaitTermination(1000, TimeUnit.MILLISECONDS); assertEquals(1000, method.getSum()); }
这里synchronized将会锁住该方法的实例对象，多个线程中只有获得该实例对象锁的线程才能够执行。
Synchronized Static Methods
Synchronized关键词也可以用在static方法前面：
public static synchronized void syncStaticCalculate() { staticSum = staticSum + 1; }
Synchronized放在static方法前面和实例方法前面锁住的对象不同。放在static方法前面锁住的对象是这个Class本身，因为一个Class在JVM中只会存在一个，所以不管有多少该Class的实例，在同一时刻只会有一个线程可以执行该放方法。
@Test public void givenMultiThread_whenStaticSyncMethod() throws InterruptedException { ExecutorService service = Executors.newCachedThreadPool(); IntStream.range(0, 1000) .forEach(count -> service.submit(SynchronizedMethods::syncStaticCalculate)); service.shutdown(); service.awaitTermination(100, TimeUnit.MILLISECONDS); assertEquals(1000, SynchronizedMethods.staticSum); }
Synchronized Blocks
有时候，我们可能不需要Synchronize整个方法，而是同步其中的一部分，这时候，我们可以使用Synchronized Blocks：
public void performSynchronizedTask() { synchronized (this) { setSum(getSum() + 1); } }
我们看下怎么测试：
@Test public void givenMultiThread_whenBlockSync() throws InterruptedException { ExecutorService service = Executors.newFixedThreadPool(3); SynchronizedMethods synchronizedBlocks = new SynchronizedMethods(); IntStream.range(0, 1000) .forEach(count -> service.submit(synchronizedBlocks::performSynchronizedTask)); service.shutdown(); service.awaitTermination(100, TimeUnit.MILLISECONDS); assertEquals(1000, synchronizedBlocks.getSum()); }
上面我们同步的是实例，如果在静态方法中，我们也可以同步class：
public static void performStaticSyncTask(){ synchronized (SynchronizedMethods.class) { staticSum = staticSum + 1; } }
我们看下怎么测试：
@Test public void givenMultiThread_whenStaticSyncBlock() throws InterruptedException { ExecutorService service = Executors.newCachedThreadPool(); IntStream.range(0, 1000) .forEach(count -> service.submit(SynchronizedMethods::performStaticSyncTask)); service.shutdown(); service.awaitTermination(100, TimeUnit.MILLISECONDS); assertEquals(1000, SynchronizedMethods.staticSum); }
本文的例子可以参考https://github.com/ddean2009/learn-java-concurrency/tree/master/Synchronized
更多内存可以参考http://www.flydean.com/java-concurrent-synchronized/
