java多线程（四）synchronized关键字修饰方法

逃离我推掉我的手 2022-05-28 04:45 407阅读 0赞

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在之前的博客中我们介绍了条件对象和锁对象，两者结合使用才能起到比较好的互斥与同步效果，大家可能觉得有些麻烦，有没有将两者结合起来的工具呢，有！java提供了synchronized关键字来实现线程的互斥和同步，其达到的效果相当于条件对象和锁对象结合起来的效果。synchronized关键字有两类用法，一类是修饰方法，一类是修饰代码块，这篇博客主要介绍一下synchronized关键字修饰方法时的用法。

先来为大家介绍一下java中锁的概念。java中的每个对象和每个类都有锁，而且是互斥锁，也就是说只能有一方占有，另一方只能等到对方释放后才能再占有锁。synchronized关键字就是基于java的对象和类的锁的。

## 一、修饰普通方法 ##

下面来看一下下面这个例子，Trans这个类是在一行中打印当前的线程和0-24这25个数。MyThread这个类接收一个Trans类的对象，在run方法中不停的调用printNum方法。在main方法中，创建了一个对象和两个线程，这两个线程都使用同一个Trans对象。

**\[java\]**  [view plain][]  [copy][view plain]

1.  public class Trans \{  
2.    
3.      public void printNum(int num)\{  
4.          System.out.print(Thread.currentThread());//获取当前运行这个方法的类  
5.          for(int i=0;i<25;i++)\{  
6.              System.out.print(i+" ");  
7.          \}  
8.          System.out.println();  
9.      \}  
10. \}

**\[java\]**  [view plain][]  [copy][view plain]

1.  class MyThread implements Runnable \{  
2.      private Trans trans;  
3.      private int num;  
4.    
5.      public MyThread(Trans trans, int num) \{  
6.          this.trans = trans;  
7.          this.num = num;  
8.      \}  
9.    
10.     public void run() \{  
11.         while (true)  
12.         \{  
13.             trans.printNum(num);  
14.             try \{  
15.                 Thread.sleep(500);  
16.             \} catch (InterruptedException e) \{  
17.                 e.printStackTrace();  
18.             \}  
19.         \}  
20.               
21.     \}  
22. \}  
23.   
24. public class Test \{  
25.   
26.   
27.     public static void main(String\[\] args) \{  
28.   
29.         Trans t = new Trans();  
30.         Thread a = new Thread(new MyThread(t, 1));  
31.         Thread b = new Thread(new MyThread(t, 2));  
32.   
33.         a.start();  
34.         b.start();  
35.   
36.     \}  
37.   
38. \}

现在，两个线程会同时执行Trans的printNum方法，因为又是同一个对象的方法，所以一定会产生RaceCondition，我的结果如下：

![20150823173003575][]

可以看到，打印结果确实是不正确的。那么怎么用synchronized关键字避免这种情况呢？可以将printNum方法的声明改为下面这种：

**\[java\]**  [view plain][]  [copy][view plain]

1.  public synchronized void printNum(int num)\{  
2.          System.out.print(Thread.currentThread());  
3.          for(int i=0;i<25;i++)\{  
4.              System.out.print(i+" ");  
5.          \}  
6.          System.out.println();  
7.      \}

这就是用synchronized关键字修饰方法，现在我们再来试一下程序，看看还会不会产生RaceCondition。果然不会再产生RaceCondition了，是不是比用条件锁方便多了，那么为什么这样就可以了呢？我们来分析一下：之前我们说过，synchronized关键字会获得锁，所以在这里synchronized关键字获得的锁就是传递给线程的那个Trans对象的锁，两个线程用的是同一个锁，所以当一个线程执行到synchronized修饰的方法时，这个线程就会获得Trans对象的锁，并且这个锁是互斥的，所以其他试图想要获得锁的线程都必须等待，直到这个线程释放了锁，从而起到了互斥的作用。

每个对象都有自己的锁，所以这里synchronized关键字起作用的原因就是因为两个线程用的是同一个对象，如果每个线程都有自己的Trans对象，那么上边的方法将不再适用，例如我们把Main方法改为下面这样：

**\[java\]**  [view plain][]  [copy][view plain]

1.  public static void main(String\[\] args) \{  
2.    
3.          Trans t = new Trans();  
4.          Trans t1 = new Trans();  
5.          Thread a = new Thread(new MyThread(t, 1));  
6.          Thread b = new Thread(new MyThread(t1, 2));  
7.    
8.          a.start();  
9.          b.start();  
10.   
11.     \}

这里每个线程都有自己的Trans对象，每个线程获得的锁也是自己对象的锁，两个锁之间互不干扰，所以synchronized关键字不会起到作用，那么这时应该怎么用synchronized关键字呢？那就是使用synchronized关键字修饰代码块，这种用法我们下篇博客再讲，这篇先把synchronized关键字修饰方法的用法讲清楚。

既然每个对象都只有一把互斥锁，那么同一个对象的多个synchronized关键字修饰的方法之间也是无法同时访问的。例如下面的例子：

**\[java\]**  [view plain][]  [copy][view plain]

1.  public class Trans \{  
2.    
3.      public synchronized void printNum(int num) \{  
4.          while (true) \{  
5.              System.out.print(Thread.currentThread());  
6.              for (int i = 0; i < 25; i++) \{  
7.                  System.out.print(i + " ");  
8.              \}  
9.              System.out.println();  
10.             try \{  
11.                 Thread.sleep(500);  
12.             \} catch (InterruptedException e) \{  
13.                 e.printStackTrace();  
14.             \}  
15.               
16.         \}  
17.     \}  
18.   
19.     public synchronized void printNum1(int num) \{  
20.         System.out.print(Thread.currentThread());  
21.         for (int i = 25; i > 0; i--) \{  
22.             System.out.print(i + " ");  
23.         \}  
24.         System.out.println();  
25.     \}  
26.   
27.     public void printNum2(int num) \{  
28.         for (int i = 25; i > 0; i--) \{  
29.             System.out.print(num);  
30.         \}  
31.         System.out.println();  
32.     \}  
33. \}

**\[java\]**  [view plain][]  [copy][view plain]

1.  class MyThread implements Runnable \{  
2.      private Trans trans;  
3.      private int num;  
4.    
5.      public MyThread(Trans trans, int num) \{  
6.          this.trans = trans;  
7.          this.num = num;  
8.      \}  
9.    
10.     public void run() \{  
11.         trans.printNum(num);  
12.     \}  
13. \}  
14.   
15. class MyThread1 implements Runnable \{  
16.     private Trans trans;  
17.     private int num;  
18.   
19.     public MyThread1(Trans trans, int num) \{  
20.         this.trans = trans;  
21.         this.num = num;  
22.     \}  
23.   
24.     public void run() \{  
25.         while (true) \{  
26.             trans.printNum1(num);  
27.             try \{  
28.                 Thread.sleep(500);  
29.             \} catch (InterruptedException e) \{  
30.                 e.printStackTrace();  
31.             \}  
32.         \}  
33.     \}  
34. \}  
35.   
36. class MyThread2 implements Runnable \{  
37.     private Trans trans;  
38.     private int num;  
39.   
40.     public MyThread2(Trans trans, int num) \{  
41.         this.trans = trans;  
42.         this.num = num;  
43.     \}  
44.   
45.     public void run() \{  
46.         while (true) \{  
47.             trans.printNum2(num);  
48.             try \{  
49.                 Thread.sleep(500);  
50.             \} catch (InterruptedException e) \{  
51.                 e.printStackTrace();  
52.             \}  
53.         \}  
54.     \}  
55. \}  
56.   
57. public class Test \{  
58.   
59.     public static void main(String\[\] args) \{  
60.   
61.         Trans t = new Trans();  
62.         Thread a = new Thread(new MyThread(t, 1));  
63.         Thread b = new Thread(new MyThread1(t, 2));  
64.         Thread c = new Thread(new MyThread2(t, 2));  
65.   
66.         a.start();  
67.         b.start();  
68.         c.start();  
69.   
70.     \}  
71.   
72. \}

首先，Trans类增加了两个方法，一个方法其中一个方法也是用synchronized关键字修饰的方法，另一个方法是不用synchronized关键字修饰的，在Main方法中创建了三个线程，这个三个线程都是同一个Trans对象，分别调用三个不同的打印方法。第一个打印方法是一个死循环，一直在打印信息，又是synchronized修饰的方法，一旦获得了对象的锁就不会释放了，第二个方法也是synchronized关键字修饰的方法，这两个方法不能同时执行，如果第一个方法获得了锁，那么第二个方法将永远不能执行，第三个打印方法不是synchronized的，所以锁对它没有任何的影响，可以随时的执行。

下面是我的执行结果：

![Center][]

和我们想的一样，方法一和方法三交替执行，方法二不会执行。

## 二、修饰静态方法 ##

我们知道静态 方法被整个类拥有，所有的类的对象共用这一个方法，那么synchronized关键字修饰static方法所获得的锁是这个类的锁，而不是这个对象的锁。那么一个类的锁和一个类的对象的锁有什么关系呢？

每个类都有一个互斥锁，每个类可能会有多个不同的对象，每个对象都有一个它自己的对象锁。自然，类的锁的管辖范围比对象的锁的管辖范围大，不同的对象之间的锁互不影响，但是他们都受类的锁的控制，如果一个类的锁被一个线程获得，那么这个类的所有的对象都不能访问需要获得类的锁的方法，但是可以访问不需要锁的方法和需要某个对象锁的方法。

例如下面这个例子，就可以很好的说明，static方法被synchronized修饰时，这个类的所有的对象都是锁的影响。

**\[java\]**  [view plain][]  [copy][view plain]

1.  class MyThread implements Runnable \{    
2.      private Trans trans;    
3.      private int num;    
4.      
5.      public MyThread(Trans trans, int num) \{    
6.          this.trans = trans;    
7.          this.num = num;    
8.      \}    
9.      
10.     public void run() \{    
11.         while (true)    
12.         \{    
13.             trans.printNum(num);    
14.             try \{    
15.                 Thread.sleep(500);    
16.             \} catch (InterruptedException e) \{    
17.                 e.printStackTrace();    
18.             \}    
19.         \}    
20.                 
21.     \}    
22. \}    
23.     
24. public class Test \{    
25.     
26.     
27.     public static void main(String\[\] args) \{    
28.     
29.         Trans t = new Trans();    
30.         Trans t1 = new Trans();    
31.         Thread a = new Thread(new MyThread(t, 1));    
32.         Thread b = new Thread(new MyThread(t1, 2));    
33.     
34.         a.start();    
35.         b.start();    
36.     
37.     \}    
38.     
39. \}

一个线程访问static的synchronized方法时，其他的线程还可以访问不是static却被synchronized修饰的方法，例如：

**\[java\]**  [view plain][]  [copy][view plain]

1.  public class Trans \{  
2.    
3.      public static synchronized void printNum(int num)\{    
4.          System.out.print(Thread.currentThread());    
5.          for(int i=0;i<25;i++)\{    
6.              System.out.print(i+" ");    
7.          \}    
8.          System.out.println();    
9.      \}  
10.       
11.     public synchronized void printNum1(int num)\{    
12.         System.out.print(Thread.currentThread());    
13.         for(int i=0;i<25;i++)\{    
14.             System.out.print(2\+" ");    
15.         \}    
16.         System.out.println();    
17.     \}  
18. \}

**\[java\]**  [view plain][]  [copy][view plain]

1.  class MyThread implements Runnable \{    
2.      private Trans trans;    
3.      private int num;    
4.      
5.      public MyThread(Trans trans, int num) \{    
6.          this.trans = trans;    
7.          this.num = num;    
8.      \}    
9.      
10.     public void run() \{    
11.         while (true)    
12.         \{    
13.             trans.printNum(num);    
14.             try \{    
15.                 Thread.sleep(500);    
16.             \} catch (InterruptedException e) \{    
17.                 e.printStackTrace();    
18.             \}    
19.         \}    
20.                 
21.     \}    
22. \}    
23.   
24. class MyThread1 implements Runnable \{    
25.     private Trans trans;    
26.     private int num;    
27.     
28.     public MyThread1(Trans trans, int num) \{    
29.         this.trans = trans;    
30.         this.num = num;    
31.     \}    
32.     
33.     public void run() \{    
34.         while (true)    
35.         \{    
36.             trans.printNum1(num);    
37.             try \{    
38.                 Thread.sleep(500);    
39.             \} catch (InterruptedException e) \{    
40.                 e.printStackTrace();    
41.             \}    
42.         \}    
43.                 
44.     \}    
45. \}  
46.     
47. public class Test \{    
48.     
49.     
50.     public static void main(String\[\] args) \{    
51.     
52.         Trans t = new Trans();    
53.         Thread a = new Thread(new MyThread(t, 1));    
54.         Thread b = new Thread(new MyThread1(t, 2));    
55.     
56.         a.start();    
57.         b.start();    
58.     
59.     \}    
60.     
61. \}

了解了锁的概念和synchronized修饰方法的用法之后我们可以总结出，两个方法是不是互斥的关键是看两个方法取得的锁是不是互斥的，如果锁是互斥的，那么方法也是互斥访问的，如果锁不是互斥的，那么不同的锁之间是不会有什么影响的，所以这时方法是可以同时访问的。

[view plain]: https://blog.csdn.net/xingjiarong/article/details/47907237#
[20150823173003575]: /images/20220528/f2ed2bc4e8da4496acd613c933597b0c.png
[Center]: /images/20220528/9b85b6f3f0e0401ebf1cf44f90a81acd.png