前面介紹了多線程的諸多優點,好用歸好用,同時也出現了一個問題就是線程的同步。當不做線程的同步控制,多個線程跑起來并對一個共享變量做改動,執行完畢后,你會發現共享變量的值不如你愿。因為這些線程沒能實現線程安全。關于線程安全和線程非安全,看下百度的解釋:
線程安全&線程非安全
線程安全就是多線程訪問時,采用了加鎖機制,當一個線程訪問該類的某個數據時,進行保護,其他線程不能進行訪問直到該線程讀取完,其他線程才可使用。不會出現數據不一致或者數據污染。 線程不安全就是不提供數據訪問保護,有可能出現多個線程先后更改數據造成所得到的數據是臟數據。
保證線程安全,java提供了以下幾種同步策略:
- synchronized關鍵字。
- volatile關鍵字。
- JUC包中的Lock接口。
4.ThreadLocal管理變量。
本篇主要介紹一下synchronized關鍵字的使用。
通俗點描述synchronized,它就像是掛在一個衣柜上的鎖。記得大學和兄弟們打完球,一起去澡堂沖涼,走進更衣室,會看見有很多衣柜,一個個衣柜就如同一個個共享變量,如果一個衣柜上有鎖(synchronized),說明這個柜(共享變量)正在被人(線程)使用,你如果非要用這個柜子,就得等正在使用這個柜子的人用完柜子,釋放了鎖,你再使用。
先示范一把線程非安全的例子:
public class Test5 implements Runnable {
private int count = 0;
@Override
public void run() {
for(int i = 0; i < 8; i++){
System.out.println(Thread.currentThread().getName()+ ":" + count++);
}
}
public static void main(String[] args) {
Test5 test5 = new Test5();
Thread thread1 = new Thread(test5,"thread1");
Thread thread2 = new Thread(test5,"thread2");
thread1.start();
thread2.start();
}
}
運行結果:(本想著count值為15,執行結果卻是14,且thread1和thread2交叉著修改著count)
synchronized修飾一個方法
如果想讓上面例子線程安全,且最后的count為15,使用synchronized修飾方法。修改上述代碼的run()方法,兩種寫法:
①直接在方法訪問修飾符后面加synchronized
@Override
public synchronized void run() {
for(int i = 0; i < 8; i++){
System.out.println(Thread.currentThread().getName()+ ":" + count++);
}
}
②在方法內部使用synchronized修飾方法代碼塊
@Override
public void run() {
synchronized (this){
for(int i = 0; i < 8; i++){
System.out.println(Thread.currentThread().getName()+ ":" + count++);
}
}
}
兩種結果的執行結果是一致的,可以看出:當兩個線程訪問同一個對象(test5)的synchronized方法時,同一時刻只能有一個線程執行,另一個阻塞,兩個線程是互斥的,只有當第一個執行完畢釋放了鎖,第二個線程才能獲取鎖重新鎖定對象。
繼續玩Test5,將其main方法內部做下修改,修改如下:
public static void main(String[] args) {
Thread thread1 = new Thread(new Test5(),"thread1");
Thread thread2 = new Thread(new Test5(),"thread2");
thread1.start();
thread2.start();
}
執行結果如下:
這是怎么回事,不是已經用synchronized修飾了run(),鎖定對象了嗎,怎么兩個線程交叉執行,且count都是7,難道使用的姿勢不對???
原因:synchronized鎖定的是對象,new Test5()兩次會創建兩個獨立的對象,所以會有兩把鎖鎖定兩個對象,thread1執行著對象1的run(),thread2執行著對象2的run(),所以兩個線程互不影響,各執行各的。
synchronized(this),this為何物?
public class Test5 implements Runnable {
private static int count = 0;
@Override
public void run() {
synchronized (this){
for(int i = 0; i < 8; i++){
System.out.println(Thread.currentThread().getName()+ ":" + count++);
}
}
}
public static void main(String[] args) {
Test5 test5 = new Test5();
Thread thread1 = new Thread(test5,"thread1");
Thread thread2 = new Thread(test5,"thread2");
thread1.start();
thread2.start();
}
}
執行結果(線程安全):
修改main方法如下:
public static void main(String[] args) {
Thread thread1 = new Thread(new Test5(),"thread1");
Thread thread2 = new Thread(new Test5(),"thread2");
thread1.start();
thread2.start();
}
從這個例子就可以看出:這里的this是指當前對象,不管是對象A還是對象B,剛開始運行這段代碼的時候會給這段代碼加個鎖,這樣即使運行到中間被替換了,另一個線程也不會執行這段代碼,因為這段代碼加鎖了,而鑰匙在給代碼加鎖的那個線程手里,只有加鎖的線程運行完這段代碼,才會給代碼解鎖.然后其他線程才能執行這段代碼。
修飾一個靜態方法
靜態方法是屬于整個類的,所以synchronized修飾靜態方法鎖定的就是這個類的所有對象。
public class Test5 implements Runnable {
private static int count = 0;
@Override
public void run() {
addCount();
}
public static synchronized void addCount(){
for(int i = 0; i < 8; i++){
System.out.println(Thread.currentThread().getName()+ ":" + count++);
}
}
public static void main(String[] args) {
Test5 test5 = new Test5();
Thread thread1 = new Thread(test5,"thread1");
Thread thread2 = new Thread(test5,"thread2");
thread1.start();
thread2.start();
}
}
執行結果:
修改Test5的main(),再次執行
public static void main(String[] args) {
Thread thread1 = new Thread(new Test5(),"thread1");
Thread thread2 = new Thread(new Test5(),"thread2");
thread1.start();
thread2.start();
}
可以發現執行結果還是上圖,new Test5()創建了兩個不同的對象,但thread1、thread2的執行確實線程安全的,原因是synchronized修飾的是靜態方法,靜態方法是屬于類的,兩個對象用的是同一個鎖,所以同步。
修飾一個類
修改Test5的addCount()方法,修改如下:
public static void addCount(){
synchronized (Test5.class){
for(int i = 0; i < 8; i++){
System.out.println(Thread.currentThread().getName()+ ":" + count++);
}
}
}
執行結果(線程安全的):
synchronized不支持繼承
synchronized可以修飾方法,但不屬于方法定義的一部分,不能夠被繼承。如果父類的一個方法使用了synchronized,子類中重寫了此方法,那么在子類中的這個方法默認是不同步的。如果要達到同步效果,一是在子類方法前也加上synchronized,二是在子類方法中調用父類的同步方法。
總結
synchronized是java中的關鍵字,是種同步鎖。
①對于同步的方法或代碼塊,要先獲得對象鎖才能進入同步方法或代碼塊進行操作;
②synchronized可修飾方法,分為靜態方法和非靜態方法,修飾靜態方法鎖定的是整個類,修飾非靜態方法鎖定的是一個對象;
③synchronized可修飾類,修飾的是這個類的所有對象;
④代碼塊synchronized(a),對象鎖就是a。
⑤synchronized修飾方法不支持繼承。
略陳固陋,如有不當之處,歡迎各位看官批評指正!