如何在 Java 中同步或锁定变量？

Posted 2023-02-16

技术标签:

【中文标题】如何在 Java 中同步或锁定变量？【英文标题】：How to synchronize or lock upon variables in Java? 【发布时间】：2011-08-17 05:47:47 【问题描述】：

让我用这个小而简单的例子：

class Sample 
    private String msg = null;

    public void newmsg(String x)
        msg = x;
    

    public String getmsg()
        String temp = msg;
        msg = null;
        return temp;

假设函数newmsg() 被我无权访问的其他线程调用。

我想使用synchonize方法来保证字符串msg每次只被一个函数使用。也就是说，函数newmsg()不能和getmsg()同时运行。

【问题讨论】：

你在问如何在Java中使用“同步”关键字吗？一个简单的谷歌搜索返回了很多有用的点击，包括这个download.oracle.com/javase/tutorial/essential/concurrency/… 顺便说一句，调用 getmsg() 方法会更好，比如 popmsg() 或 consumemsg()，因为它会修改类 【参考方案1】：

这很简单：

class Sample 
    private String message = null;
    private final Object lock = new Object();

    public void newMessage(String x) 
        synchronized (lock) 
            message = x;
        
    

    public String getMessage() 
        synchronized (lock) 
            String temp = message;
            message = null;
            return temp;

请注意，我没有使方法本身同步或在this 上同步。我坚信只获取只有您的代码可以访问的对象的锁是个好主意，除非您故意公开锁。它使您更容易向自己保证，没有其他东西会以与您的代码不同的顺序获取锁，等等。

【讨论】：

设置同步功能和创建这个锁有什么区别？ @Giacomo：我喜欢我的代码是可读的，并且设计得让我可以推理它。当涉及多线程时，这一点非常重要。毫不夸张地说，这是我几乎总是使用的那种代码。至于是否浪费...您认为这种浪费多久会很严重？ @Giacomo：关键是很明显，您正在锁定其他人无法锁定的东西。这似乎相当直截了当：你阅读了代码，你就完成了。现在考虑您的示例：您如何知道可能在您的对象上同步？您如何理解锁定行为？您必须阅读所有所涉及的代码。因此，如果您实际上对正确的行为感到困扰，我会说它的可读性较差。坦率地说，我认为允许 all 对象在 Java 中被锁定是错误的。（不幸的是，.NET 复制了一个错误。） @Winter 同步方法阻止“this”，因此 Sample 对象本身。但是对象“锁定”上的同步块将阻止“锁定”，而不是样本 @PhilipRego：首先，因为那样被锁定的值会发生变化，这会使事情在各种方面变得不安全。其次，因为这很容易意味着多个对象之间无意共享锁，从而导致各种其他问题。第三：关注点分离。我非常热衷于有一个目的的领域。【参考方案2】：

对于这个功能，你最好不要使用锁。试试 AtomicReference。

public class Sample 
    private final AtomicReference<String> msg = new AtomicReference<String>();

    public void setMsg(String x) 
        msg.set(x);
    

    public String getMsg() 
        return msg.getAndSet(null);

不需要锁，代码更简单恕我直言。在任何情况下，它都使用标准构造来满足您的需求。

【讨论】：

仅供参考，java.util.concurrent.atomic 中有用于基本类型的类，例如 AtomicBoolean 和 AtomicInteger【参考方案3】：

从 Java 1.5 开始，考虑 java.util.concurrent 包总是一个好主意。它们是目前 Java 中最先进的锁定机制。同步机制比 java.util.concurrent 类更重量级。

示例如下所示：

import java.util.concurrent.locks.Lock;
import java.util.concurrent.locks.ReentrantLock;

public class Sample 

    private final Lock lock = new ReentrantLock();

    private String message = null;

    public void newmsg(String msg) 
        lock.lock();
        try 
            message = msg;
         finally 
            lock.unlock();
        
    

    public String getmsg() 
        lock.lock();
        try 
            String temp = message;
            message = null;
            return temp;
         finally 
            lock.unlock();

【讨论】：

根据docs，锁定应该在try块之前完成。【参考方案4】：

使用synchronized 关键字。

class sample 
    private String msg=null;

    public synchronized void newmsg(String x)
        msg=x;
    

    public synchronized string getmsg()
        String temp=msg;
        msg=null;
        return msg;

在方法上使用synchronized 关键字将要求线程获得sample 实例上的锁。因此，如果任何一个线程在newmsg() 中，则没有其他线程能够获得sample 实例的锁定，即使它试图调用getmsg()。

另一方面，如果您的方法执行长时间运行的操作，使用synchronized 方法可能会成为瓶颈 - 所有线程，即使它们想要调用该对象中可能交错的其他方法，仍然必须等待.

IMO，在您的简单示例中，可以使用同步方法，因为您实际上有两个不应该交错的方法。但是，在不同的情况下，使用锁对象进行同步可能更有意义，如 Joh Skeet 的回答所示。

【讨论】：

【参考方案5】：

在这个简单的示例中，您可以在两个方法签名中将 synchronized 作为修饰符放在 public 之后。

更复杂的场景需要其他东西。

【讨论】：

【参考方案6】：

如果在其他情况下您正在同步一个集合而不是一个字符串，那么您可能正在对集合进行迭代并且担心它会发生变异，Java 5 提供了：

CopyOnWriteArrayList CopyOnWriteArraySet

【讨论】：