synchronized关键字的使用及互斥锁的实现

Posted 2020-11-30 perfumebear

 

synchronized关键用于多线程环境中实现操作的原子性、互斥性，确保有序的同一时间对同一资源访问。实际上，是锁的一种实现。

用法：

class ClassA{

  synchronized void methodA(){//修饰非静态方法1

//临界区

}

 

synchronized static void methodB(){//修饰静态方法2

//临界区

}

 

void methodC(){

synchronized(){

//修饰代码块3，相较于修饰方法，影响的范围更小

}

}

}

修饰非静态方法时，锁定的对象是当前类的实例，修饰静态方法时，锁定的是当前类。对应于以上的1、2、3即。

synchronized(this) void …

synchronized(ClassA.class) void …

synchronized(this)…

this指的是类的一个实例，所以如果是不同实例，那么锁是无效的，无法做到资源访问的互斥。

因此，尽管在同一个类中都使用了synchronized关键字修饰资源，有时也无法做到安全的访问资源。因为资源对应的锁不是同一个。

多个相关联的资源应该作为同一个资源对应同一把锁。

例如

class ClassA{

  static int val=0;

  synchronized int getVal(){

    return val;

}

synchronized static void addVal(){

  val+=1;

}

}

以上是不安全的，因为两个synchronized所加的锁实际是不同的，不能实现资源访问的互斥。

应当改为：

class ClassA{

  static int val=0;

private final Object valLock=new Object();

  int getVal(){

    synchronized(valLock){

return val;

}

}

static void addVal(){

  synchronized(valLock){

    val+=1;

}

}

}

下面再看一个转账的例子：A账户往B账户转账100，B账户往C账户转账100，每一个账户原始金额为200，线程1负责A到B，线程2负责B到C,由于线程1只对A对象加锁，线程2只对B对象加锁，两者别不互斥，可能导致两个线程读取到B中余额都是200，而最终B中余额是300.

class Account {

  private int balance;

  // 转账

  synchronized void transfer(Account target, int amt){

    if (this.balance > amt) {

      this.balance -= amt;

      target.balance += amt;

    }

  }

}

因此上面的方式不能实现线程操作的安全，应当改为如下

class Account {

  private int balance;

  // 转账

  void transfer(Account target, int amt){

    synchronized(Account.class) {

      if (this.balance > amt) {

        this.balance -= amt;

        target.balance += amt;

      }

    }

  } 

}

对类加锁，这样所有账户对象用同一把锁。

即使如此，可以实现多线程的安全操作，实际上依然是存在问题的。

如果Account类有多个子类AccountSon1 AccountSon2…，那么这些子类既属于自己的类型也同时是Account类型，在调用transfer方法时，上锁的实际是AccountSon1.class AccountSon2.class类型，依然存在安全问题。

那么此时，可以如此

final class Account{

  ……

}