Synchronized关键字与多线程

Posted 2021-01-10 pengx

在java中，每一个对象有且仅有一个同步锁。这也意味着，同步锁是依赖于对象而存在。
当我们调用某对象的synchronized方法时，就获取了该对象的同步锁。例如，synchronized(obj)就获取了“obj这个对象”的同步锁。
不同线程对同步锁的访问是互斥的。也就是说，某时间点，对象的同步锁只能被一个线程获取到！通过同步锁，我们就能在多线程中，实现对“对象/方法”的互斥访问。 例如，现在有两个线程A和线程B，它们都会访问“对象obj的同步锁”。假设，在某一时刻，线程A获取到“obj的同步锁”并在执行一些操作；而此时，线程B也企图获取“obj的同步锁” —— 线程B会获取失败，它必须等待，直到线程A释放了“该对象的同步锁”之后线程B才能获取到“obj的同步锁”从而才可以运行。

我们将synchronized的基本规则总结为下面3条，并通过实例对它们进行说明。

// 第一条: 当一个线程访问“某对象”的“synchronized方法”或者“synchronized代码块”时，其他线程对“该对象”的该“synchronized方法”或者“synchronized代码块”的访问将被阻塞。
class MyRunable implements Runnable {
    
    @Override
    public void run() {
        synchronized(this) {
            try {  
                for (int i = 0; i < 5; i++) {
                    Thread.sleep(100); // 休眠100ms  
                     
                    System.out.println(Thread.currentThread().getName() + " loop " + i);  
                }
            } catch (InterruptedException ie) {  
            }
        }  
    }
}

public class Demo1_1 {

    public static void main(String[] args) {  
        Runnable demo = new MyRunable();     // 新建“Runnable对象”

        Thread t1 = new Thread(demo, "t1");  // 新建“线程t1”, t1是基于demo这个Runnable对象
        Thread t2 = new Thread(demo, "t2");  // 新建“线程t2”, t2是基于demo这个Runnable对象
        t1.start();                          // 启动“线程t1”
        t2.start();                          // 启动“线程t2” 
    } 
}

MyRunable类实现了Runnable接口，线程t1、t2都是基于MyRunable这个对象创建的，t1、t2共享这个对象，所以必须等t1执行完毕之后释放锁，t2才会执行；

如果将上述代码改成继承Thread类，结果就不一样了，感兴趣的可以试试；

//第二条: 当一个线程访问“某对象”的“synchronized方法”或者“synchronized代码块”时，其他线程仍然可以访问“该对象”的非同步代码块。
class Count {

    // 含有synchronized同步块的方法
    public void synMethod() {
        synchronized(this) {
            try {
                for (int i = 0; i < 5; i++) {
                    Thread.sleep(100); // 休眠100ms
                    System.out.println(Thread.currentThread().getName() + " synMethod loop " + i);
                }
            } catch (InterruptedException ie) {
            }
        }
    }

    // 非同步的方法
    public void nonSynMethod() {
        try {
            for (int i = 0; i < 5; i++) {
                Thread.sleep(100);
                System.out.println(Thread.currentThread().getName() + " nonSynMethod loop " + i);
            }
        } catch (InterruptedException ie) {
        }
    }
}

public class Demo2_2 {

    public static void main(String[] args) {
        final Count count = new Count();
        // 新建t1, t1会调用“count对象”的synMethod()方法
        Thread t1 = new Thread(
                new Runnable() {
                    @Override
                    public void run() {
                        count.synMethod();
                    }
                }, "t1");

        // 新建t2, t2会调用“count对象”的nonSynMethod()方法
        Thread t2 = new Thread(
                new Runnable() {
                    @Override
                    public void run() {
                        count.nonSynMethod();
                    }
                }, "t2");


        t1.start();  // 启动t1
        t2.start();  // 启动t2
    }
}

count类中有两个方法，一个是同步的，一个是非同步的，开启两个线程，一个线程调用同步方法，另一个线程调用非同步方法，得知他们的调用并不互斥，由CPU随机分配调用；

但是如果将非同步方法改为同步方法，则必须等t1执行完毕之后才会执行t2，这就是下面要说的第三条；

第三条: 当一个线程访问“某对象”的“synchronized方法”或者“synchronized代码块”时，其他线程对“该对象”的其他的“synchronized方法”或者“synchronized代码块”的访问将被阻塞。

 

实例锁和全局锁

实例锁 -- 锁在某一个实例对象上。如果该类是单例，那么该锁也具有全局锁的概念。
               实例锁对应的就是synchronized关键字。
全局锁 -- 该锁针对的是类，无论实例多少个对象，那么线程都共享该锁。
               全局锁对应的就是static synchronized（或者是锁在该类的class或者classloader对象上）。

 

pulbic class Something {
    public synchronized void isSyncA(){}
    public synchronized void isSyncB(){}
    public static synchronized void cSyncA(){}
    public static synchronized void cSyncB(){}
}
Something x = new Something();
Something y = new Something();

 

假设，Something有两个实例x和y。分析下面4组表达式获取的锁的情况。
(01) x.isSyncA()与x.isSyncB()   ->   不能同时访问，因为访问的是x对象；
(02) x.isSyncA()与y.isSyncA()   ->   可以同时访问，因为访问的是x对象和y对象，不干扰；
(03) x.cSyncA()与y.cSyncB()     ->   不能被同时访问，因为这个时候其实相当于都是访问的Something这同一个对象，产生了互斥；
(04) x.isSyncA()与Something.cSyncA()   ->   可以同时访问，因为一个是x的方法锁，一个是Something锁；

关于实例锁和全局锁的一些演示代码可以参照：http://www.cnblogs.com/skywang12345/p/3479202.html