Java并发编程：线程的同步

Posted 2020-09-26 西西弗斯的痛苦与无聊

Java并发编程：线程的同步

Table of Contents

• 1. synchronized 修饰方法
• 2. synchronized 修饰代码块
• 3. synchronized 修饰static方法

线程的同步是通过锁来实现的。在我们使用Concurrent包的锁之前，我们先来了解Java原生的同步锁。Java的每个对象都有一个锁，这个锁具有排他性。只要任一一个线程获得了锁，其他的线程就不能再获得该锁，只能阻塞排队来获取该对象的锁。
Java中所有的操作都是通过线程来实现的，即使我们不主动创建线程，也是使用进程自动创建的主线程来完成操作的，与进程一起创建的还有一个垃圾回收线程。
线程获取锁的方式，是通过使用synchronized的修饰符来得到的。synchronized修饰符可以使用在几个不同的地方，但它们的作用都是获得一个对象的锁。

1 synchronized 修饰方法

这种使用是最常见的，当我们不获取锁时：

public class SyncDemo implements Runnable {
    private int count = 0;
    @Override
    public void run() {
        count++;
        System.out.println(count);
    }
    public static void main(String[] args) {
        SyncDemo runnable = new SyncDemo();
        for (int i = 0; i < 10; i++) {
            Thread thread = new Thread(runnable);
            thread.start();
        }
    }
}

2
4
3
5
6
2
7
8
9
10

可以看到，输出的结果完全是不对的。
那么，我们在方法run()前面加上synchronized修饰，再试一下：

synchronized public void run() {
    count++;
    System.out.println(count);
}

1
2
3
4
5
6
7
8
9
10

结果就是完全正确的了。
所以，synchronized修饰方法之后，可以让线程获得该对象的锁，这样其他线程想要调用该函数的时候，就需要先获得这个对象的锁，从而达到同步的目的。

2 synchronized 修饰代码块

修饰代码块，运行得到的结果与修饰方法是一样的：

public void run() {
    synchronized(this) {
        count++;
        System.out.println(count);
   }
}

如果使用synchronized(Object)这种方式来修饰代码块，可以起到和修饰方法类似的效果。只是这里的对象可以是其他的对象，而不限于当前对象。也就是说可以使用这种方法获得任意对象的锁，只要能把对象传进来。同时，也可以只锁定其中的部分代码，只锁定会使用到共享资源的代码，比如，修改对象的成员变量的代码等。而对其他的代码放开，相当于其他代码是并发运行的，只有锁定的部分代码需要排队运行。

3 synchronized 修饰static方法

当我们使用synchronized修饰方法时，获得的是该对象的锁，那么，当我们修饰static的方法时，获取的是不是还是对象的锁呢？

public class SyncDemo implements Runnable {
    private static int count = 0;
    synchronized public void instanceMethod() {
        count++;
        System.out.println("instance: " + count);
    }
    synchronized public static void staticMethod() {
        count++;
        System.out.println("static: " + count);
    }
    @Override
    public void run() {
        instanceMethod();
        staticMethod();
    }
    public static void main(String[] args) {
        SyncDemo runnable = new SyncDemo();
        for (int i = 0; i < 10; i++) {
            Thread thread = new Thread(runnable);
            thread.start();
        }
    }
}

我们用synchronized分别修饰普通instance方法和static方法，然后，运行：

instance: 1
static: 3
instance: 3
static: 4
instance: 5
static: 6
instance: 7
static: 8
instance: 9
static: 10
instance: 11
static: 12
instance: 13
static: 14
instance: 15
static: 16
instance: 17
static: 18
instance: 19
static: 20

我们发现它们锁住的不是同一个对象。那么，当修饰static方法时，锁住的是什么对象呢？当修饰static方法时，所有的类的对象的该方法都是同步的，所以，获取的是class对象的锁。每个类在加载完成之后，都会生成一个.class的类对象。我们用两个例子来分别证明一下。
首先，当修饰static方法时，所有的类的对象的该方法都是同步的：

public void run() {
    staticMethod();
}
public static void main(String[] args) {
    for (int i = 0; i < 10; i++) {
        SyncDemo runnable = new SyncDemo();
        Thread thread = new Thread(runnable);
        thread.start();
    }
}

static: 1
static: 2
static: 3
static: 4
static: 5
static: 6
static: 7
static: 8
static: 9
static: 10

创建不同的对象，然后，调用synchronized修饰的static方法，结果是同步的。
然后，我们再对instance方法中的代码块，通过获取.class对象的锁再来运行：

public class SyncDemo implements Runnable {
    private static int count = 0;
    public void instanceMethod() {
        synchronized(SyncDemo.class) {
            count++;
            System.out.println("instance: " + count);
        }
    }
    synchronized public static void staticMethod() {
        count++;
        System.out.println("static: " + count);
    }
    @Override
    public void run() {
        instanceMethod();
        staticMethod();
    }
    public static void main(String[] args) {
        SyncDemo runnable = new SyncDemo();
        for (int i = 0; i < 10; i++) {
            Thread thread = new Thread(runnable);
            thread.start();
        }
    }
}

注意其中的这里：

synchronized(SyncDemo.class) {
    count++;
    System.out.println("instance: " + count);
}

instance: 1
instance: 2
static: 3
instance: 4
static: 5
static: 6
instance: 7
static: 8
instance: 9
static: 10
instance: 11
static: 12
instance: 13
static: 14
instance: 15
static: 16
instance: 17
static: 18
instance: 19
static: 20

我们可以看到，两个方法是同步执行的，说明它们获取的是同一个锁，所以，修饰static方法时，获取的是.class锁。在锁定代码块时，我们使用this.getClass()和SyncDemo.class是一样的。

Date: 2017-07-05 21:14

Author: WEN YANG

Created: 2017-07-05 Wed 22:16

Emacs 25.2.1 (Org mode 8.2.10)

Validate