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Java多线程学习(三)——synchronized(上)

在前两节的《Java多线程学习(一)——多线程基础》《Java多线程学习(二)——Thread类的方法介绍》中我们接触了线程安全和非线程安全的概念,这节就来学习一下synchronized关键字的使用。

1、变量的线程安全性

“非线程安全”问题存在于“实例变量中”,如果是方法内部私有的变量,则不存在“非线程安全”的问题。如果两个线程同时操作对象中的实例变量,会出现非线程安全的问题,解决方法是在方法上添加添加synchronized关键字控制同步。

2、多个对象多个锁

先看代码:

public class HasSelfPrivateNum {    // 创建被同步关键字修饰的方法    private int num = 0;    synchronized public void add(String name){
        try {            if ("a".equals(name)){                num = 100;                System.out.println("a set over");                Thread.sleep(2000);            }else {                num = 200;                System.out.println("b set over");            }            System.out.println(name + " num = " + num);        }catch (InterruptedException e){            e.printStackTrace();        }
    }}
public class ThreadA extends Thread {// 创建线程,构造器传参为上面方法的对象    private HasSelfPrivateNum hasSelfPrivateNum;
    public ThreadA(String name, HasSelfPrivateNum hasSelfPrivateNum){        super();        this.hasSelfPrivateNum = hasSelfPrivateNum;        this.setName(name);    }
    @Override    public void run() {        super.run();        hasSelfPrivateNum.add(this.getName());    }}
// main方法和输出 public static void main(String[] args){        HasSelfPrivateNum hasSelfPrivateNum = new HasSelfPrivateNum();        HasSelfPrivateNum hasSelfPrivateNum1 = new HasSelfPrivateNum();        ThreadA threadA = new ThreadA("a", hasSelfPrivateNum);        ThreadA threadA1 = new ThreadA("b", hasSelfPrivateNum1);        threadA.start();        threadA1.start();    }
b set overa set overb num = 200a num = 100

由于本实例创建了两个HasSelfPrivateNum对象,所以就会产生两个锁,所以运行的结果是异步的。

synchronized取得的锁都是对象锁,而不是把一段代码或方法当做锁。所以在上面的实例中,哪个线程先执行带synchronized关键字的方法,则哪个线程就持有该方法所属对象的锁Lock,那么其他线程只能呈等待状态,前提是多个线程访问的是同一个对象。但是如果多个线程访问多个对象,JVM会创建多个锁。

将main方向修改一下:

public static void main(String[] args){        HasSelfPrivateNum hasSelfPrivateNum = new HasSelfPrivateNum();        //HasSelfPrivateNum hasSelfPrivateNum1 = new HasSelfPrivateNum();        ThreadA threadA = new ThreadA("a", hasSelfPrivateNum);        ThreadA threadA1 = new ThreadA("b", hasSelfPrivateNum);        threadA.start();        threadA1.start();    }----a set overa num = 100b set overb num = 200

可以看到threadA和threadA1拿到的是一个对象的锁,所以是顺序输出的。

3、synchronized方法与所对象

通过上面我们知道synchronized取得的锁都是对象锁,而不是把一段代码或方法当做锁。如果多个线程访问的是同一个对象,哪个线程先执行带synchronized关键字的方法,则哪个线程就持有该方法,那么其他线程只能呈等待状态。如果多个线程访问的是多个对象则不一定,因为多个对象会产生多个锁。

如果多个线程访问的是同一个对象中的未被synchronized关键字修饰的方法,线程会异步调用未被修饰的方法。

4、脏读

在赋值的时候进行了同步,但在取值的时候可能会出现一些意想不到的意外,这种情况就是脏读。发生脏读的情况是在读取实例变量的时候,此值已经被其他线程修改。

public class DirtyReadTest {    // 创建同步修改数据方法,非同步取数据方法    public String username = "A";    public String password = "AA";    synchronized public void setValue(String username, String password){        try {            this.username = username;            Thread.sleep(5000);            this.password = password;            System.out.println("setValue method: username = " + username + " password = " + password);        }catch (InterruptedException e){            e.printStackTrace();        }    }
    public void getValue(){        System.out.println("getValue method: username = " + username + " password = " + password);    }
}
public class ThreadTest extends Thread {    private DirtyReadTest dirtyReadTest;    public ThreadTest(DirtyReadTest dirtyReadTest){        super();        this.dirtyReadTest=dirtyReadTest;    }
    @Override    public void run() {        super.run();        dirtyReadTest.setValue("B", "BB");    }}

输出:

public static void main(String[] args) throws Exception{        DirtyReadTest dirtyReadTest = new DirtyReadTest();        ThreadTest threadTest = new ThreadTest(dirtyReadTest);        threadTest.start();        Thread.sleep(200);        dirtyReadTest.getValue();    }getValue method: username = B password = AAsetValue method: username = B password = BB

解决方法是在getValue方法上加上synchronized关键字。

当线程1调用一个对象的synchronized方法A时候,线程1就会获取该对象的锁,这是线程2是无法获取该对象的被synchronized修饰的任何方法,但是可以访问未被synchronized修饰的方法。

5、synchronized锁重入

在使用synchronized时,当一个线程得到一个对象的锁后,没有释放,再次请求该对象的锁是可以再次获取到的。一个对象中的synchronized修饰的方法可以访问该对象中其他被synchronized修饰的方法,如果不可重入锁会造成死锁。

测试方法:

public class Service {    synchronized public void service1(){        System.out.println("service1");        service2();    }
    synchronized public void service2(){        System.out.println("service2");        service3();    }
    synchronized public void service3(){        System.out.println("service3");
    }}
public class ThreadTest extends Thread {    @Override    public void run() {        super.run();        Service service = new Service();        service.service1();    }}
public static void main(String[] args){        ThreadTest threadTest = new ThreadTest();        threadTest.start();    }
service1service2service3

可重入锁也支持在父子类继承的环境中,子类可以通过可重入锁调用父类的同步方法。这里不再写代码了,可以自行写一写。

6、出现异常,所自动释放

当一个线程执行的代码出现异常时,其所有的锁会自动释放。

7、同步不具有继承性

如果父类有一个带synchronized关键字的方法,子类继承并重写了这个方法。 但是同步不能继承,所以还是需要在子类方法中添加synchronized关键字。

本节代码的GitHub。


本文分享自微信公众号 - IT笔记分享(xiaosen_javashare),作者:xiaosen L

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原始发表时间:2019-03-01

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