synchronized关键字的使用

怼烎@ 2022-04-15 00:06 218阅读 0赞

synchronized关键字是java并发编程中常使用的同步锁，用于锁住方法或者代码块，锁代码块时可以是synchronized(this)\{\}、synchronized(Object)\{\}、synchronized(类class)\{\}。

当锁住的内容执行完或者在执行过程中抛出异常，才会自动释放锁。如果想手动释放锁，需要调用锁住的对象的wait()方法释放掉锁并且置于等待状态，切换到其他线程运行，而notify()方法只是唤醒一个调用了该对象wait()方法的其他线程，但不会释放锁，选择顺序也不由代码控制，由虚拟机实现。因此，对象的wait()、notify()、notifyAll()方法只能是配合synchronized关键字使用的，来完成线程间的调度。

其中锁住方法等同于synchronized(this)\{方法的所有代码作为代码块\}，如下：

public synchronized void test() {
        ...
    }

等同于

public void test() {
        synchronized (this) {
            ...
        }
    }

上面的例子锁住的是该类的对象，如果锁住的是个静态的方法，我们知道静态方法是属于类的而不属于对象的，所以，synchronized修饰的静态方法锁定的是这个类的所有对象，即就算是两个实例对象，只要他们都是这个类的，那都会锁住。

public synchronized static void test() {
    	...
    }

等同于

public static void test() {
        synchronized (所在类.class) {
            ...
        }	
    }

无论是锁方法还是锁代码块，无论锁代码块时的参考对象是什么，只要记住一个原则就一目了然了，那就是当参考对象相同时，同步锁才起作用，否则锁不会互斥，可以并发执行。

synchronized(this)表示当前类的对象实例相同时锁起作用，synchronized(Object)表示该Object对象相同时锁起作用，synchronized(类class)表示当都是该class类时锁起作用。

举一个简单的例子：

public class TestController {
    
        public class Task implements Runnable{
    		private String str;
    		
    		Task(String str){
    			this.str=str;
    		}
    		
    		@Override
    		public void run() {
    			synchronized (str) {
    				try {
    					Thread.sleep(3000l);
    				} catch (InterruptedException e) {
    					e.printStackTrace();
    				}
    				System.out.println(str);
    			}
    		}
    		
    	}
    	
    	public static void main(String[] args) throws InterruptedException {
    		TestController testController = new TestController();
    		Thread thread1 = new Thread(testController.new Task("1"));
    		Thread thread2 = new Thread(testController.new Task("1"));
    		thread1.start();
    		thread2.start();
    	}
    }

上述代码，参照对象str都是"1"，在java中，String字符串如果通过this.str="1"这样的方式赋值就等同于str=String.valueOf("1")，如果字符串"1"之前已经初始化过，那就会直接拿之前的，所以是同一个对象。根据上面介绍的原则，那锁就会起作用，所以结果是3秒之后输出1，再过3秒再输出1。

如果把thread2改成

Thread thread2 = new Thread(testController.new Task("2"));

这时参考对象一个是"1"，另一个是"2"，不是同一个对象，所以锁不会互斥，就不会起作用，所以结果是3秒后几乎同时输出1和2。

以上都是多个线程同时调用同一个方法，如果调用不同的方法呢？

public class Test{
    	
    	public synchronized void m1(){
    		System.out.println("m1 running...");
    		try {
    			Thread.sleep(3000l);
    		} catch (InterruptedException e) {
    			e.printStackTrace();
    		}
    		System.out.println("m1 end");
    	}
    	
    	public synchronized void m2(){
    		System.out.println("m2 running...");
    		System.out.println("m2 end");
    	}
    	
    	public static void main(String[] args) {
    		Test test = new Test();
    		new Thread(new Runnable() {
    			@Override
    			public void run() {
    				test.m1();
    			}
    		}).start();
    		new Thread(new Runnable() {
    			@Override
    			public void run() {
    				test.m2();
    			}
    		}).start();
    	}
    	
    }

上面代码的输出结果是：

m1 running...

//过3秒

m1 end

m2 running...

m2 end

上面就说过synchronized修饰在方法上等同于synchronized(this)\{方法的所有代码作为代码块\}，而this就代表是对象，也就是说，第一个Thread获得的是test对象的锁，因为对象都是同一个test，所以第二个Thread无法获取到锁，而被阻塞。

把上面的例子改造成如下：

private String str = "1";
    	
    public void m1(){
    	synchronized(str){
    		System.out.println("m1 running...");
    		try {
    			Thread.sleep(3000l);
    		} catch (InterruptedException e) {
    			e.printStackTrace();
    		}
    		System.out.println("m1 end");
    	}
    }
    
    public void m2(){
    	synchronized(str){
    		System.out.println("m2 running...");
    		System.out.println("m2 end");
    	}
    }

第一个Thread调用m1()时获取到的是对象str的锁，第二个Thread调用m2()时也需要获取对象str的锁，而且因为是同一个Test对象，所以两个str也是同一个对象，所以第二个Thread会因为获取不到锁而被阻塞，输出结果和之前的例子一样。

如果再把上面的例子改造成如下：

public class M1 {
    	
    	public void m(String str){
    		synchronized (str) {
    			System.out.println("m1 runing");
    			try {
    				Thread.sleep(3000l);
    			} catch (InterruptedException e) {
    				e.printStackTrace();
    			}
    			System.out.println("m1 end");
    		}
    	}
    
    }
    public class M2 {
    	
    	public void m(String str){
    		synchronized (str) {
    			System.out.println("m2 runing");
    			System.out.println("m2 end");
    		}
    	}
    
    }
    public class Test {
    
    	public static void main(String[] args) {
    		String str = "1";
    		new Thread(new Runnable() {
    			@Override
    			public void run() {
    				new M1().m(str);
    			}
    		}).start();
    		new Thread(new Runnable() {
    			@Override
    			public void run() {
    				new M2().m(str);
    			}
    		}).start();
    	}
    	
    }

这次调用的方法在两个类里面，但是结果和之前的两个例子是一样的，因为锁住的都是传进来的str对象，同一个对象只有一把锁，第一个Thread拿了，第二个Thread就只能等待。

如果想看其他详细的例子说明可参考：[http://blog.csdn.net/luoweifu/article/details/46613015][http_blog.csdn.net_luoweifu_article_details_46613015]

总结：

A. 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，则它取得的锁是对类，该类所有的对象同一把锁。

B. 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。

C. 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。

[http_blog.csdn.net_luoweifu_article_details_46613015]: http://blog.csdn.net/luoweifu/article/details/46613015