一张图讲解对象锁和关键字synchronized修饰方法(代码块)

乱敲代码

发布于 2019-07-30 11:11:11

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每个对象在出生的时候就有一把钥匙（监视器Monitor），那么被synchronized 修饰的方法相当于给方法加了一个锁，这个方法就可以进行同步，在多线程的时候，不会出现线程安全问题。

注：Monitor是 Java中用以实现线程之间的互斥与协作的主要手段，它可以看成是对象或者 Class的锁。每一个对象都有，也仅有一个 Monitor。

下面通过一张图片进行讲解：

一、请看图片

图片看不清，请点击这里：高清大图

二、图片对应的代码

import java.util.Date;

/**
 * 测试的object类
 *
 * @author:dufy
 * @version:1.0.0
 * @date 2017/9/29
 * @email 742981086@qq.com
 */
public class ObjectTest {


    public synchronized  void methodA(){
        try {
            System.out.println("This is methodA ...." + Thread.currentThread().getName() + ": " + new Date());
            Thread.sleep(1000);
        } catch (InterruptedException e) {
            e.printStackTrace();
        }

    }

    public void methodB(){

        System.out.println("This is methodB ...." + Thread.currentThread().getName() + ": " + new Date());
    }

    public synchronized void methodC(){

        try {
            System.out.println("This is methodC ...." + Thread.currentThread().getName() + ": " + new Date());
            Thread.sleep(3000);
        } catch (InterruptedException e) {
            e.printStackTrace();
        }

    }


}

package com.dufy.concurrentcode;

/**
 * 测试线程类
 *
 * @author:dufy
 * @version:1.0.0
 * @date 2017/9/29
 * @email 742981086@qq.com
 */
public class ThreadTest extends Thread{

    public static void main(String[] args) {
        ObjectTest ot = new ObjectTest();
        Thread1 t1 = new Thread1(ot,"thread1");
        Thread2 t2 = new Thread2(ot,"thread2");
        Thread3 t3 = new Thread3(ot,"thread3");
        Thread4 t4 = new Thread4(ot,"thread4");
        t1.start();
        t2.start();
        t3.start();
        t4.start();
    }


    static class Thread1 extends Thread{
        private ObjectTest objectTest;

        public Thread1(ObjectTest objectTest,String name){
            setName(name);
            this.objectTest = objectTest;
        }
        @Override
        public void run() {
            super.run();
            objectTest.methodA();
        }
    }

    static class Thread2 extends Thread{
        private ObjectTest objectTest;

        public Thread2(ObjectTest objectTest,String name){
            setName(name);
            this.objectTest = objectTest;
        }
        @Override
        public void run() {
            super.run();
            objectTest.methodB();
        }
    }

    static class Thread3 extends Thread{
        private ObjectTest objectTest;

        public Thread3(ObjectTest objectTest,String name){
            setName(name);
            this.objectTest = objectTest;
        }
        @Override
        public void run() {
            super.run();
            objectTest.methodA();
        }
    }

    static class Thread4 extends Thread{
        private ObjectTest objectTest;

        public Thread4(ObjectTest objectTest,String name){
            setName(name);
            this.objectTest = objectTest;
        }
        @Override
        public void run() {
            super.run();
            objectTest.methodC();
        }
    }
}

运行结果：

This is methodB ....thread2: Fri Sep 29 23:21:17 CST 2017
This is methodA ....thread1: Fri Sep 29 23:21:17 CST 2017
This is methodC ....thread4: Fri Sep 29 23:21:18 CST 2017
This is methodA ....thread3: Fri Sep 29 23:21:21 CST 2017

注：1、运行的结果可能和上图讲的线程流程不同，没有关系，只要理解对象锁和synchronized的核心思想就好，线程的运行本来就是具有随机性这个特点。2、此段代码是同步方法，其实同步的代码块也是一个道理，同步代码块用synchronized(this)时候，当一个线程访问object的一个synchronized(this)同步代码块的时候，其他线程对object中所有其他的synchronized(this)同步的代码块访问都被阻塞（阻塞的是同步代码块，线程依然可以进入同步代码块的方法）。

三、总结说明

每个对象都有一把锁（对象监视器），关键字synchronized取得锁都是对象锁，而不是把一段代码或方法（函数）当做锁。
上图所示，哪个线程先执行带有synchronized关键字的方法，哪个线程就持有这个方法所属对象的钥匙。其他线程只能处于等待状态。
调用关键字synchronized声明的方法，一定是排队运行的。这才是使用synchronized关键字的作用，排队运行，如果有共享资源的话，那么共享资源的读取就是线程安全的。
如果一个线程持有 object的钥匙，那么其他线程可以访问object对象没有上锁的方法，也就是非synchronized类型的方法。

四、Monitor和线程关系

首先看一下线程和 Monitor之间关系，以及线程的状态转换图。通过图讲解一下整个过程。

上图分为三块：Entry Set（进入区）、The Owner（拥有区）、Wait Set（等待区）。

Entry Set（进入区）：表示线程通过synchronized要求获取对象的锁。如果对象未被锁住,则迚入拥有者;否则则在进入区等待。一旦对象锁被其他线程释放,立即参与竞争。
The Owner（拥有区）：表示某一线程成功竞争到对象锁。
Wait Set（等待区）：表示线程通过对象的wait方法,释放对象的锁,并在等待区等待被唤醒。

从图中可以看出，一个 Monitor在某个时刻，只能被一个线程拥有，该线程就是 “Active Thread”，而其它线程都是 “Waiting Thread”，分别在两个队列 “ Entry Set”和 “Wait Set”里面等候。

上面的内容讲解引自：Java命令学习系列（二）——Jstack 中关于Monitor的讲解。