JAVA线程安全之synchronized关键字的正确用法

时间 2019-12-06

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原文原文链接

JAVA线程安全关于synchronized关键字的用法，今天才知道原来我一直错了。觉得用了synchronized关键字包住了代码就能够线程同步安全了。java

测试了下。发现是彻底的错了。synchronized必须正确的使用才是真正的线程安全。。。虽然知道这种写法，一直觉得却因为懒而用了错误的方法。程序员

看来基础尚未打好。仍需复习增强！工做中犯这种错误是不可原谅的，要知道使用synchronized关键字的地方都是数据敏感的！汗一把。。。数组

先贴代码：安全

[java] view plain copy print ?多线程

package com; 函数
public class ThreadTest { 测试
public static void main(String[] args) { this
MyThread m1 = new MyThread(1); spa
MyThread m2 = new MyThread(2); .net
m1.start();
m2.start();
}
}
final class MyThread extends Thread {
private int val;
public MyThread(int v) {
val = v;
}
//这种作法实际上是非线程安全的
public synchronized void print1(int v) {
for (int i = 0; i < 100; i++) {
System.out.print(v);
}
}
public void print2(int v) {
//线程安全
synchronized (MyThread.class) {
for (int i = 0; i < 100; i++) {
System.out.print(v);
}
}
}
public void run() {
print1(val);
// print2(val);
}
}

仍是为了偷懒，汗一把。。。程序员老是懒的吧。能少写就少写。我把MyThread写成了一个匿名的最终的内部类，方便调用。它用了最直接的继承Thread来实现一个线程类，定义须要运行的run()方法。

首先注释了print2()方法，看看print1()的结果如何。print1()是一个使用了synchronized关键字定义的方法，我一直觉得这样也能够实现线程安全。却不知，我错了。

咱们来直接运行main()方法。控制台打印结果以下：

1212111121212121212121212121212121212121222222212121212。。。

是一连串1和2交叉打印的结果。而我main方法中是先运行m1再运行m2的，显示没有作到线程同步！

[java] view plain copy print ?

MyThread m1 = new MyThread(1);
MyThread m2 = new MyThread(2);
m1.start();
m2.start();

接下来咱们注释掉run方法中的print1()，运行print2()；

控制台打印以下：

11111111111111111111111111111111111111111111111111111111111111111111111111111111111111111111111111112222222222222222222222222222222222222222222222222222222222222222222222222222222222222222222222222222

线程果真是安全了，一直觉得也知道这种写法，但因为这种写法代码稍微多点也就没怎么考虑，今天才意识到这种错误。看来有时候不懒仍是有好处的。打好基础很重要。纠正的长期以来的一个错误。

下面咱们来看看具体缘由。

synchronized关键字能够做为函数的修饰符，也可做为函数内的语句，也就是平时说的同步方法和同步语句块。若是再细的分类，synchronized可做用于instance变量、object reference（对象引用）、static函数和class literals(类名称字面常量)身上。
　　在进一步阐述以前，咱们须要明确几点：
　　A．不管synchronized关键字加在方法上仍是对象上，它取得的锁都是对象，而不是把一段代码或函数看成锁――并且同步方法极可能还会被其余线程的对象访问。
　　B．每一个对象只有一个锁（lock）与之相关联。
　　C．实现同步是要很大的系统开销做为代价的，甚至可能形成死锁，因此尽可能避免无谓的同步控制。
　　接着来讨论synchronized用到不一样地方对代码产生的影响：
　　假设P一、P2是同一个类的不一样对象，这个类中定义了如下几种状况的同步块或同步方法，P一、P2就均可以调用它们。
　　1．把synchronized看成函数修饰符时，示例代码以下：

[java] view plain copy print ?

Public synchronized void methodAAA()
{
//….
}

　　这也就是同步方法，那这时synchronized锁定的是哪一个对象呢？它锁定的是调用这个同步方法对象。也就是说，当一个对象P1在不一样的线程中执行这个同步方法时，它们之间会造成互斥，达到同步的效果。可是这个对象所属的Class所产生的另外一对象P2却能够任意调用这个被加了synchronized关键字的方法。
　　上边的示例代码等同于以下代码：

[java] view plain copy print ?

public void methodAAA()
{
synchronized (this) // (1)
{
//…..
}
}

　　(1)处的this指的是什么呢？它指的就是调用这个方法的对象，如P1。可见同步方法实质是将synchronized做用于object reference。――那个拿到了P1对象锁的线程，才能够调用P1的同步方法，而对P2而言，P1这个锁与它绝不相干，程序也可能在这种情形下摆脱同步机制的控制，形成数据混乱！

2．同步块，示例代码以下：

[java] view plain copy print ?

public void method3(SomeObject so)
{
synchronized(so)
{
//…..
}
}

　　这时，锁就是so这个对象，谁拿到这个锁谁就能够运行它所控制的那段代码。当有一个明确的对象做为锁时，就能够这样写程序，但当没有明确的对象做为锁，只是想让一段代码同步时，能够建立一个特殊的instance变量（它得是一个对象）来充当锁：

[java] view plain copy print ?

class Foo implements Runnable
{
private byte[] lock = new byte[0]; // 特殊的instance变量
Public void methodA()
{
synchronized(lock) { //… }
}
//…..
}

　　注：零长度的byte数组对象建立起来将比任何对象都经济――查看编译后的字节码：生成零长度的byte[]对象只需3条操做码，而Object lock = new Object()则须要7行操做码。
　　3．将synchronized做用于static 函数，示例代码以下：

[java] view plain copy print ?

Class Foo
{
public synchronized static void methodAAA() // 同步的static 函数
{
//….
}
public void methodBBB()
{
synchronized(Foo.class) // class literal(类名称字面常量)
}
}

　　代码中的methodBBB()方法是把class literal做为锁的状况，它和同步的static函数产生的效果是同样的，取得的锁很特别，是当前调用这个方法的对象所属的类（Class，而再也不是由这个Class产生的某个具体对象了）。
　　记得在《Effective Java》一书中看到过将 Foo.class和 P1.getClass()用于做同步锁还不同，不能用P1.getClass()来达到锁这个Class的目的。P1指的是由Foo类产生的对象。
　　能够推断：若是一个类中定义了一个synchronized的static函数A，也定义了一个synchronized 的instance函数B，那么这个类的同一对象Obj在多线程中分别访问A和B两个方法时，不会构成同步，由于它们的锁都不同。A方法的锁是Obj这个对象，而B的锁是Obj所属的那个Class。
　　小结以下：
　　搞清楚synchronized锁定的是哪一个对象，就能帮助咱们设计更安全的多线程程序。
　　还有一些技巧可让咱们对共享资源的同步访问更加安全：
　　1．定义private 的instance变量+它的 get方法，而不要定义public/protected的instance变量。若是将变量定义为public，对象在外界能够绕过同步方法的控制而直接取得它，并改动它。这也是JavaBean的标准实现方式之一。
　　2．若是instance变量是一个对象，如数组或ArrayList什么的，那上述方法仍然不安全，由于当外界对象经过get方法拿到这个instance对象的引用后，又将其指向另外一个对象，那么这个private变量也就变了，岂不是很危险。这个时候就须要将get方法也加上synchronized同步，而且，只返回这个private对象的clone()――这样，调用端获得的就是对象副本的引用了。