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Java synchronized 总结

Java开发的时候经常会用到关键字synchronized来对代码进行同步,在使用的过程中,对于synchronized确不是很熟悉,最近在看Spring源码时,发现有不少地方都用到同步,因此,趁此机会,研究一下。

? ? ? 1.?synchronized锁的对象

? ? ??Java中的每一个对象都可以作为锁。

? ? ? ? ? ? 1)对于同步方法,锁是当前实例对象。

? ? ? ? ? ? 2)对于静态同步方法,锁是当前对象的Class对象。因为在Java?虚拟机中一个类只能对应一个类对象,所以同时只允许一个线程执行同一个类中的静态同步方法。

? ? ? ? ? ? 3)对于同步方法块,锁是Synchonized括号里配置的对象。

? ? ? ?下面我们将一一根据代码来介绍这几种锁。

? ? ? ?2. 同步实例方法

? ? ? ? ? ? ?对于同步方法,锁是当前实例对象。即在同一时刻只能有一个线程可以访问该实例的同步方法。但是请注意,如果有多个实例对象,那么不同示例之间不受影响,线程可以同时访问不同示例的同步方法。看下面这段代码:

package com.bj.chenfeic.concurrency;

?

/**

* 同步测试,提供了用于同步的实例方法

*

* @author chenfei0801

*

*/

public class Sync {

?

public synchronized void testSync() {

long id = Thread.currentThread().getId();

System.out.println("线程:" + id + "进入同步块");

try {

Thread.sleep(1000);

} catch (InterruptedException e) {

e.printStackTrace();

}

System.out.println("线程:" + id + "退出同步块");

}

}

??

package com.bj.chenfeic.concurrency;

?

/**

*

* @author chenfei0801

*

*/

public class SyncTread implements Runnable {

?

@Override

public void run() {

Sync sync = new Sync();

sync.testSync();

}

?

}

??

package com.bj.chenfeic.concurrency;

?

import java.util.concurrent.ExecutorService;

import java.util.concurrent.Executors;

?

/**

*

* @author chenfei0801

*

*/

public class SyncTest {

?

/**

* @param args

*/

public static void main(String[] args) {

ExecutorService newFixedThreadPool = Executors.newFixedThreadPool(10);

for(int i=0;i<3;i++) {

newFixedThreadPool.execute(new SyncTread());

}

newFixedThreadPool.shutdown();

?

}

?

}

执行结果:

线程:11进入同步块

线程:13进入同步块

线程:12进入同步块

线程:13退出同步块

线程:11退出同步块

线程:12退出同步块

? ? ? 从执行结果中,我们可以看到testSync并没有同步,synchronized没有生效。这是因为在SyncTherd中每次都是new Sync();这样synchronized其实是作用到不同的对象上去了,所以各个线程之间其实并没有同步。

? ? ? 按照如下修改SynsThreadSyncTest代码,即可达到同步作用

package com.bj.chenfeic.concurrency;

?

/**

*

* @author chenfei0801

*

*/

public class SyncTread implements Runnable {

private Sync sync;

public SyncTread(Sync sync) {

this.sync = sync;

}

?

@Override

public void run() {

this.sync.testSync();

}

?

}

package com.bj.chenfeic.concurrency;

?

import java.util.concurrent.ExecutorService;

import java.util.concurrent.Executors;

?

/**

*

* @author chenfei0801

*

*/

public class SyncTest {

?

/**

* @param args

*/

public static void main(String[] args) {

Sync sync = new Sync();//只实例化一次

ExecutorService newFixedThreadPool = Executors.newFixedThreadPool(10);

for (int i = 0; i < 3; i++) {

newFixedThreadPool.execute(new SyncTread(sync));

}

newFixedThreadPool.shutdown();

?

}

?

}

执行结果

线程:11进入同步块

线程:11退出同步块

线程:12进入同步块

线程:12退出同步块

线程:13进入同步块

线程:13退出同步块

? ? ? 从上面结果中可以看出,SyncThread中使用的是同一个对象,此时线程是互斥访问testSync()方法的,即达到了同步的作用。

??

3、同步静态方法

? ? ? ? 对于静态方法,锁的对象不再是类的某个实例,而是类对象(Class)。因为在Java?虚拟机中一个类只能对应一个类对象,所以在同一时刻只允许一个线程执行该类中的静态同步方法。因此它的同步可以认为是全局的。如下面的例子所示:

? ? ? ???

package com.bj.chenfeic.concurrency;

?

/**

* 同步测试,提供了用于同步的实例方法

*

* @author chenfei0801

*

*/

public class Sync {

?

//同步静态方法块

public synchronized static void testSync() {

long id = Thread.currentThread().getId();

System.out.println("线程:" + id + "进入同步块");

try {

Thread.sleep(1000);

} catch (InterruptedException e) {

e.printStackTrace();

}

System.out.println("线程:" + id + "退出同步块");

}

}

1

2

3

4

5

6

7

8

9

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11

12

13

14

15

package com.bj.chenfeic.concurrency;

??

/**

?*

?* @author chenfei0801

?*

?*/

public?class?SyncTread implements Runnable {

??

????@Override

????public?void?run() {

????????// Sync.testSync();<br>???????????????? new Sync().testSync();//为了说明同步机制,我们此处先实例化对象。正常调用应该还是按照上行那样处理。

????}

??

}

  ?

package com.bj.chenfeic.concurrency;

?

import java.util.concurrent.ExecutorService;

import java.util.concurrent.Executors;

?

/**

*

* @author chenfei0801

*

*/

public class SyncTest {

?

/**

* @param args

*/

public static void main(String[] args) {

ExecutorService newFixedThreadPool = Executors.newFixedThreadPool(10);

for (int i = 0; i < 3; i++) {

newFixedThreadPool.execute(new SyncTread());

}

newFixedThreadPool.shutdown();

?

}

?

}

执行结果:

线程:12进入同步块

线程:12退出同步块

线程:13进入同步块

线程:13退出同步块

线程:11进入同步块

线程:11退出同步块

? ? ? ?从执行结果上,可以看到线程是同步访问代码块的。为了说明我们在SyncTread中每次都通过new的方式,实例化了新的对象。虽然在每个线程中,每个Sync对象都不相同,但是由于同步的是静态方法,因此所锁作用在所有Sync对象上。

? ? ??

4、同步方法块

? ? ? ? 除了将对整个方法加锁进行同步外,Java还支持对方法内部的方法快进行同步,这样做个人觉得有两个好处

? ? ? ? ?1)一个方法可能还含有不需要同步的部分,而且有可能这个不需要同步的代码执行过程很耗时,这样就会影响其他线程执行,严重影响效率。

??

package com.bj.chenfeic.concurrency;

?

/**

* 同步测试,提供了用于同步的实例方法

*

* @author chenfei0801

*

*/

public class Sync {

?

public void testSync() {

long id = Thread.currentThread().getId();

synchronized (this) {

System.out.println("线程:" + id + "进入同步块");

try {

Thread.sleep(1000);

} catch (InterruptedException e) {

e.printStackTrace();

}

System.out.println("线程:" + id + "退出同步块");

}

try {

Thread.sleep(10000);//耗时操作,未同步

System.out.println("线程 "+ id +" 未同步部分");

} catch (InterruptedException e) {

e.printStackTrace();

}

?

}

}

package com.bj.chenfeic.concurrency;

?

/**

*

* @author chenfei0801

*

*/

public class SyncTread implements Runnable {

private Sync sync;

?

public SyncTread(Sync sync) {

this.sync = sync;

}

?

public SyncTread() {

this.sync = new Sync();//不传参数时每次实例化一个对象

}

?

@Override

public void run() {

this.sync.testSync();

}

?

}

package com.bj.chenfeic.concurrency;

?

import java.util.concurrent.ExecutorService;

import java.util.concurrent.Executors;

?

/**

*

* @author chenfei0801

*

*/

public class SyncTest {

?

/**

* @param args

*/

public static void main(String[] args) {

Sync sync = new Sync();

ExecutorService newFixedThreadPool = Executors.newFixedThreadPool(10);

for (int i = 0; i < 3; i++) {

newFixedThreadPool.execute(new SyncTread(sync));//同一个sync对象

}

newFixedThreadPool.shutdown();

?

}

?

}

执行结果:

线程:11进入同步块

线程:11退出同步块

线程:13进入同步块

线程:13退出同步块

线程:12进入同步块

线程:12退出同步块

线程 11 未同步部分

线程 13 未同步部分

线程 12 未同步部分

? ? ?从执行结果中可以看出,synchronized同步的代码块都是互斥访问的,对于耗时的操作则可以异步执行。提高了效率。注意的是,例子中synchronized后面括号中为this。说明锁是加在当前Sync实例对象上的。如果SyncTreadSync对象不是同一个,则各个对象之间的代码不会同步。

? ? 上面的例子中,锁对象为当前的对象实例(this)。跟我们在"同步实例方法"中遇到一个同样的问题,如果每个线程都是重新实例化了一个对象,那么这些锁都会加在不同的实例对象上,这样此时每个对象之间都是互相独立的,这样就达不到同步的目的了。

? ? 修改SyncTest类的代码:

package com.bj.chenfeic.concurrency;

?

import java.util.concurrent.ExecutorService;

import java.util.concurrent.Executors;

?

/**

*

* @author chenfei0801

*

*/

public class SyncTest {

?

/**

* @param args

*/

public static void main(String[] args) {

ExecutorService newFixedThreadPool = Executors.newFixedThreadPool(10);

for (int i = 0; i < 3; i++) {

newFixedThreadPool.execute(new SyncTread());//没有传递任何参数

}

newFixedThreadPool.shutdown();

?

}

?

}

SyncTread在实例化时如果没有传递参数,则每次都会实例化一个Sync对象。

运行结果如下:

线程:11进入同步块

线程:12进入同步块

线程:13进入同步块

线程:11退出同步块

线程:13退出同步块

线程:12退出同步块

线程 12 未同步部分

线程 13 未同步部分

线程 11 未同步部分

? ? ?此时该如何处理?我们在"同步静态方法"中提到,静态方法之所以是全局的,是因为锁的对象不再是类的某个实例,而是整个类对象(Class)。因此我们在对方法块处理时,也可以同样的处理。

? ? ?在上述代码的基础上修改Sync

package com.bj.chenfeic.concurrency;

?

/**

* 同步测试,提供了用于同步的实例方法

*

* @author chenfei0801

*

*/

public class Sync {

?

public void testSync() {

long id = Thread.currentThread().getId();

synchronized (Sync.class) {//全局锁

System.out.println("线程:" + id + "进入同步块");

try {

Thread.sleep(1000);

} catch (InterruptedException e) {

e.printStackTrace();

}

System.out.println("线程:" + id + "退出同步块");

}

try {

Thread.sleep(10000);//耗时操作

System.out.println("线程 "+ id +" 未同步部分");

} catch (InterruptedException e) {

e.printStackTrace();

}

?

}

}

? ?执行结果为

线程:11进入同步块

线程:11退出同步块

线程:12进入同步块

线程:12退出同步块

线程:13进入同步块

线程:13退出同步块

线程 11 未同步部分

线程 12 未同步部分

线程 13 未同步部分

? ? 从执行结果上可以看出,各个线程虽然都实例化了各自的Sync对象,但是却是在互斥访问Sync中的同步块。

? ? ?2)同步方法块,除了对可以减少同步区域,还可以减小锁的范围,在对方法进行同步时,同步的对象都是对象的实例或者类对象。如果一个类有多个同步方法,如果当前线程进入了其中一个方法里,这个类的其他方法此时也被锁住了,其他线程无法进入。一般情况下,可能没有问题,但是如果如果这些方法或者部分方法之间其实并没有什么关系,那么互斥访问显然会影响效率,看下面的例子:

? ? ???

package com.bj.chenfeic.concurrency;

?

/**

* 同步测试,提供了用于同步的实例方法

*

* @author chenfei0801

*

*/

public class Sync {

?

/** Synchronization monitor for the "active" flag 。仅仅用于同步*/

private final Object activeMonitor = new Object();

?

/** Synchronization monitor for the "refresh" and "destroy"仅仅用于同步 */

private final Object startupShutdownMonitor = new Object();

?

?

public void refresh() {

long id = Thread.currentThread().getId();

synchronized (this.startupShutdownMonitor) {

System.out.println("线程:" + id + "进入同步块--refresh()");

try {

Thread.sleep(1000);

} catch (InterruptedException e) {

e.printStackTrace();

}

System.out.println("线程:" + id + "退出同步块-----refresh()");

}

?

}

?

?

public void destroy() {

long id = Thread.currentThread().getId();

synchronized (this.startupShutdownMonitor) {

System.out.println("线程:" + id + "进入同步块--destroy()");

try {

Thread.sleep(1000);

} catch (InterruptedException e) {

e.printStackTrace();

}

System.out.println("线程:" + id + "退出同步块-----destroy()");

}

?

}

?

public void active() {

long id = Thread.currentThread().getId();

synchronized (this.activeMonitor) {

System.out.println("线程:" + id + "进入同步块--active()");

try {

Thread.sleep(1000);

} catch (InterruptedException e) {

e.printStackTrace();

}

System.out.println("线程:" + id + "退出同步块-----active()");

}

?

}

?

}

? ? ?Sync中有三个同步的方法,分别是refreshdestoryactive。其中前两者是用的是同一个对象锁(SyncstartupShutdownMonitor对象),后者是另外的对象锁,现在我们看下测试的类。

package com.bj.chenfeic.concurrency;

?

import java.util.concurrent.ExecutorService;

import java.util.concurrent.Executors;

?

/**

*

* @author chenfei0801

*

*/

public class SyncTest {

?

/**

* @param args

*/

public static void main(String[] args) {

Sync sync = new Sync();

SyncTest syncTest = new SyncTest();

ExecutorService newFixedThreadPool = Executors.newFixedThreadPool(10);

newFixedThreadPool.execute(syncTest.new ActiveThread(sync));

newFixedThreadPool.execute(syncTest.new RefreshThread(sync));

newFixedThreadPool.execute(syncTest.new DestoryThread(sync));

newFixedThreadPool.execute(syncTest.new ActiveThread(sync));

newFixedThreadPool.shutdown();

}

?

class RefreshThread implements Runnable {

?

private Sync sync;

?

public RefreshThread(Sync sync) {

this.sync = sync;

}

?

@Override

public void run() {

sync.refresh();

}

?

}

?

class DestoryThread implements Runnable {

?

private Sync sync;

?

public DestoryThread(Sync sync) {

this.sync = sync;

}

?

@Override

public void run() {

sync.destroy();

}

?

}

?

class ActiveThread implements Runnable {

?

private Sync sync;

?

public ActiveThread(Sync sync) {

this.sync = sync;

}

?

@Override

public void run() {

sync.active();

}

?

}

?

}

在测试类中,有3类线程,分布式调用Sync中的refreash,destory,active。在测试类中,启动了4个线程,我们看一下执行结果

线程:11进入同步块--active()

线程:13进入同步块--destroy()

线程:11退出同步块-----active()

线程:14进入同步块--active()

线程:13退出同步块-----destroy()

线程:12进入同步块--refresh()

线程:14退出同步块-----active()

线程:12退出同步块-----refresh()

? ? ? 从执行结果中,可以看出active之间是同步的,但是与destoryrefresh之间却没有同步。线程11在在active方法时,线程13可以执行destory方法。

destory方法和refresh是同步的。

? ? ? 由此可见,通过对方法内部的方法快进行同步,可以灵活的决定同步块的范围和相应的锁对象。

最后,一定要记住synchronized锁住的是括号里的对象,而不是代码(方法或者方法快)

Java synchronized 总结