JAVA基础 - Synchronized详解

灰太狼 2023-10-08 15:39 4阅读 0赞

#### 使用目的 ####

JAVA中提供了synchronized关键字，将可能引发安全问题的代码包裹在synchronized代码块中，表示这些代码需要进行线程同步。

#### 总结 ####

①. Synchronized是Java中的关键字，是一种同步锁，它修饰的对象有以下几种:  
A. 修饰一个代码块，被修饰的代码块称为同步语句块，其作用的范围是大括号\{\}括起来的代码，作用的对象是调用这个代码块的实例对象；  
B. 修饰一个方法，被修饰的方法称为同步方法，其作用的范围是整个方法，作用的对象是调用这个方法的实例对象；  
C. 修饰一个静态的方法，其作用的范围是整个静态方法，作用的对象是这个类的所有对象；  
D. 修饰一个类，其作用的范围是synchronized后面括号括起来的部分，作用的对象是这个类的所有对象；

②. 如果一个类有多个synchronized方法，只要一个线程访问了该类的实例的其中的一个synchronized方法，其它线程不能同时访问这个实例中任何一个synchronized方法；但是，该对象的不同实例的 synchronized方法之间是不相干扰的，也就是说，其它线程照样可以同时访问该类的另一个实例中的synchronized方法；(SyncMethod.java)

③. 当一个线程访问某个对象的一个synchronized(this)同步代码块时，另一个线程仍然可以访问该对象中的非synchronized(this)同步代码块；(SyncMethod.java)

// SyncMethod.java
    public class SyncMethod {
        
    	public static void main(String[] args) {
          
            MethodObj obj = new MethodObj();  
            new Thread(new Runnable1(obj)).start();  
            new Thread(new Runnable2(obj)).start();  
            /**
             * 如果线程2使用另一个实例则互斥不受影响
             * MethodObj obj2 = new MethodObj(); 
             * new Thread(new Runnable2(obj2)).start();  
             */
        } 
    }
    
    class Runnable1 implements Runnable{
          
        private MethodObj obj;  
        public Runnable1(MethodObj obj){
          
            this.obj= obj;  
        }  
        public  void run(){
           
            obj.hello();  
            obj.syncmethod1();  
        }  
    }  
        
    class Runnable2 implements Runnable{
          
        private MethodObj obj;  
        public Runnable2(MethodObj obj){
          
            this.obj= obj;  
        }  
        public  void run(){
          
            obj.hello();  
            obj.syncmethod2();  
        }  
    }
      
    class MethodObj{
          
        public void hello(){
          
            System.out.println(getThreadName() + ", hello!");  
        }  
        public synchronized void syncmethod1(){
          
           System.out.println(getThreadName() + ", 执行方法一,5秒!");  
           try {
          
               Thread.sleep(5000);  
           } catch (InterruptedException e) {
        }  
        }  
        public synchronized void syncmethod2(){
          
            System.out.println(getThreadName() + ", 执行方法二!");  
        }
        private String getThreadName(){
        
        	return Thread.currentThread().getName();
        }
    }
    执行结果:
    Thread-0, hello!
    Thread-0, 执行方法一,5秒!
    Thread-1, hello!
    Thread-1, 执行方法二!

④. 锁定非自身(this)的其他对象(如this的成员)，则只锁住该代码块，本类其他同步方法不受影响，即使是同一个实例对象，也不互斥；(SyncBlock.java)

// SyncBlock.java
    public class SyncBlock {
          
        public static void main(String[] args) {
          
            BlockObj obj = new BlockObj();  
            new Thread(new Runnable5(obj)).start();  
            new Thread(new Runnable6(obj)).start();  
        }  
    }  
    class Runnable5 implements Runnable{
          
        private BlockObj obj;  
          
        public Runnable5(BlockObj obj){
          
            this.obj= obj;  
        }  
        public  void run(){
           
            obj.hello();  
            obj.syncblock1();  
        }  
    }  
    class Runnable6 implements Runnable{
          
        private BlockObj obj;  
        public Runnable6(BlockObj obj){
          
            this.obj= obj;  
        }  
        public  void run(){
          
            obj.hello();  
            obj.syncblock2();   
            obj.syncblock1();   
        }  
    }  
    class BlockObj{
          
        Byte[] b = new Byte[0];  
        Object a = new Object();  
        int i = 0; //非对象不能放到synchronized()括号中  
        public void hello(){
          
            System.out.println(getThreadName() + ", hello!");  
        }   
        public void syncblock1(){
          
            synchronized(a){
          
            	System.out.println(getThreadName() + ", 执行方法一,5秒!");  
                try {
          
                    Thread.sleep(5000);  
                } catch (InterruptedException e) {
        }  
            }  
        }   
        public void syncblock2(){
          
            synchronized(b){
          
            	 System.out.println(getThreadName() + ", 执行方法二!");  
            }  
        }
        private String getThreadName(){
        
        	return Thread.currentThread().getName();
        }
    }
    执行结果如下:
    Thread-0, hello!
    Thread-0, 执行方法一,5秒!
    Thread-1, hello!
    Thread-1, 执行方法二!
    Thread-1, 执行方法一,5秒!

⑤. Synchronized关键字不能继承，虽然可以使用synchronized来定义方法，但synchronized并不属于方法定义的一部分。因此，synchronized关键字不能被继承。如果在父类中的某个方法使用了synchronized关键字，而在子类中覆盖了这个方法，在子类中的这个方法默认情况下并不是同步的，而必须显式地在子类的这个方法中加上synchronized关键字才可以；

⑥. 在定义接口方法时不能使用synchronized关键字；构造方法不能使用synchronized关键字，但可以使用synchronized代码块来进行同步；

⑦. Synchronized也可修饰一个静态方法；我们知道静态方法是属于类的而不属于对象的。同样的，synchronized修饰的静态方法锁定的是这个类的所有对象，也就是说：不同线程访问同一个类的静态同步方法时，线程间是互斥的，其他非静态同步块和非同步的静态方法不受影响。(SynStaticMethod.java)

// SynStaticMethod.java
    public class SynStaticMethod {
          
        static class T1 implements Runnable {
          
            SynStaticMethod s1;  
            public T1(SynStaticMethod sameObj) {
          
                this.s1 = sameObj;  
            }  
            public void run() {
          
                SynStaticMethod.syn1();  
            }  
        }  
        static class T2 implements Runnable {
          
            SynStaticMethod s2;  
            public T2(SynStaticMethod sameObj) {
          
                this.s2 = sameObj;  
            }  
            public void run() {
          
                SynStaticMethod.myStatic(); //不会阻塞  
                SynStaticMethod.syn2();  
                new SynStaticMethod().syn3();  
                SynStaticMethod.syn1();  
                  
            }  
        }  
        public static synchronized void syn1() {
          
            try {
          
                System.out.println(getThreadName() + ", 执行方法一,5秒!");  
                Thread.sleep(5000);  
            } catch (InterruptedException e) {
          
                e.printStackTrace();  
            }  
        }  
        public static synchronized void syn2() {
          
            try {
          
                System.out.println(getThreadName() + ", 执行方法二,5秒!");  
                Thread.sleep(5000);  
            } catch (InterruptedException e) {
          
                e.printStackTrace();  
            }  
        }  
        public synchronized void syn3() {
          
            try {
          
                System.out.println(getThreadName() + ", 执行方法三,5秒!");  
                Thread.sleep(5000);  
            } catch (InterruptedException e) {
          
                e.printStackTrace();  
            }  
        }   
        public static void myStatic() {
          
            try {
          
                System.out.println(getThreadName() + ", 执行非同步方法,5秒!");  
                Thread.sleep(5000);  
            } catch (InterruptedException e) {
          
                e.printStackTrace();  
            }  
        }
        private static String getThreadName(){
        
        	return Thread.currentThread().getName();
        }
        public static void main(String[] args) {
          
            SynStaticMethod obj1 = new SynStaticMethod();  
            new Thread(new T1(obj1)).start(); 
            
            SynStaticMethod obj2 = new SynStaticMethod(); 
            new Thread(new T2(obj2)).start();  
     
        }  
    }
    执行结果如下:
    Thread-0, 执行方法一,5秒!
    Thread-1, 执行非同步方法,5秒!
    Thread-1, 执行方法二,5秒!
    Thread-1, 执行方法三,5秒!
    Thread-1, 执行方法一,5秒!

⑧. 无论synchronized关键字加在方法上还是对象上，如果它作用的对象是非静态的，则它取得的锁是实例对象；如果synchronized作用的对象是一个静态方法或一个类，则它取得的锁是针对该类的，该类所有的实例对象使用同一把锁；

⑨. 每个对象只有一个锁（lock）与之相关联，谁拿到这个锁谁就可以运行它所控制的那段代码;

⑩. 实现同步是要很大的系统开销作为代价的，甚至可能造成死锁，所以尽量避免无谓的同步控制；