使用synchronized关键字同步类方法

àì夳堔傛蜴生んèń 2024-03-24 22:42 15阅读 0赞

要想解决“脏数据”的问题，最简单的方法就是使用synchronized关键字来使run方法同步，代码如下：

<table> 
 <tbody> 
 <tr> 
 <td style="background-color:#f3f3f3;"> public&nbsp;synchronized&nbsp;void&nbsp;run() { &nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;<img alt="" height="20" src="https://img-blog.csdnimg.cn/2c4a908f039647cca77a5f4e75716b51.png" width="15">&nbsp;<img alt="" height="20" src="https://img-blog.csdnimg.cn/9bd15a48ba2e4897afecb93a963e65a3.png" width="15"> } </td> 
 </tr> 
 </tbody> 
</table>

从上面的代码可以看出，只要在void和public之间加上synchronized关键字，就可以使run方法同步，也就是说，对于同一个[Java][]类的对象实例，run方法同时只能被一个线程调用，并当前的run执行完后，才能被其他的线程调用。即使当前线程执行到了run方法中的yield方法，也只是暂停了一下。由于其他线程无法执行run方法，因此，最终还是会由当前的线程来继续执行。先看看下面的代码：

**sychronized****关键字只和一个对象实例绑定**

<table> 
 <tbody> 
 <tr> 
 <td style="background-color:#f3f3f3;"> &nbsp;&nbsp;class&nbsp;Test &nbsp;&nbsp;{ &nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;public&nbsp;synchronized&nbsp;void&nbsp;method() &nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;{ &nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;<img alt="" height="20" src="https://img-blog.csdnimg.cn/4afabfdd4fd1495b8b14342c148b9db1.png" width="15">&nbsp;<img alt="" height="20" src="https://img-blog.csdnimg.cn/39e755ea2d404c4d8d77d64ac8ed36b3.png" width="15"> &nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;} &nbsp;&nbsp;} &nbsp;&nbsp;&nbsp; &nbsp;&nbsp;public&nbsp;class&nbsp;Sync&nbsp;implements&nbsp;Runnable &nbsp;&nbsp;{ &nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;private&nbsp;Test&nbsp;test; &nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;public&nbsp;void&nbsp;run() &nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp; { &nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp; &nbsp; test.method(); &nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp; } &nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp; &nbsp; public&nbsp;Sync(Test&nbsp;test) &nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp; &nbsp; { &nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp; &nbsp; this.test&nbsp;=&nbsp;test; &nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp; } &nbsp;&nbsp; &nbsp; &nbsp; public&nbsp;static&nbsp;void&nbsp;main(String[]&nbsp;args)&nbsp;throws&nbsp;Exception &nbsp;&nbsp; &nbsp; &nbsp; { &nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp; &nbsp; Test&nbsp;test1&nbsp;=&nbsp;&nbsp;new&nbsp;Test(); &nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp; &nbsp;&nbsp; Test&nbsp;test2&nbsp;=&nbsp;&nbsp;new&nbsp;Test(); &nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp; Sync&nbsp;sync1&nbsp;=&nbsp;new&nbsp;Sync(test1); &nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp; &nbsp; Sync&nbsp;sync2&nbsp;=&nbsp;new&nbsp;Sync(test2); &nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp; &nbsp; new&nbsp;Thread(sync1).start(); &nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp; &nbsp; new&nbsp;Thread(sync2).start();&nbsp; &nbsp;&nbsp; &nbsp; &nbsp; } &nbsp;&nbsp; } </td> 
 </tr> 
 </tbody> 
</table>

在Test类中的method方法是同步的。但上面的代码建立了两个Test类的实例，因此，test1和test2的method方法是分别执行的。要想让method同步，必须在建立Sync类的实例时向它的构造方法中传入同一个Test类的实例，如下面的代码所示：

不仅可以使用synchronized来同步非静态方法，也可以使用synchronized来同步静态方法。如可以按如下方式来定义method方法：

<table> 
 <tbody> 
 <tr> 
 <td style="background-color:#f3f3f3;"> class&nbsp;Test&nbsp; { &nbsp;&nbsp;&nbsp; public&nbsp;static&nbsp;synchronized&nbsp;void&nbsp;method()&nbsp;{&nbsp;<img alt="" height="20" src="https://img-blog.csdnimg.cn/679c2cc0d77c4246a994725ae2362a33.png" width="15">&nbsp;<img alt="" height="20" src="https://img-blog.csdnimg.cn/690aca234b1f40539b000cdf5aa3758c.png" width="15">&nbsp;} } </td> 
 </tr> 
 </tbody> 
</table>

建立Test类的对象实例如下：

对于静态方法来说，只要加上了synchronized关键字，这个方法就是同步的，无论是使用test.method（），还是使用Test.method（）来调用method方法，method都是同步的，并不存在非静态方法的多个实例的问题。

在23种设计模式中的单件（Singleton）模式如果按传统的方法设计，也是线程不[安全][Link 1]的，下面的代码是一个线程不[安全][Link 1]的单件模式。

<table> 
 <tbody> 
 <tr> 
 <td style="background-color:#f3f3f3;"> package&nbsp;test; //&nbsp;线程不安全的Singleton模式 class&nbsp;Singleton { &nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;private&nbsp;static&nbsp;Singleton&nbsp;sample; &nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;private&nbsp;Singleton() &nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;{ &nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;} &nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;public&nbsp;static&nbsp;Singleton&nbsp;getInstance() &nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;{ &nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;if&nbsp;(sample&nbsp;==&nbsp;null) &nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;{ &nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;Thread.yield();&nbsp;//&nbsp;为了放大Singleton模式的线程不安全性 &nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;sample&nbsp;=&nbsp;new&nbsp;Singleton(); &nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;} &nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;return&nbsp;sample; &nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;} } public&nbsp;class&nbsp;MyThread&nbsp;extends&nbsp;Thread { &nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;public&nbsp;void&nbsp;run() &nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;{ &nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;Singleton&nbsp;singleton&nbsp;=&nbsp;Singleton.getInstance(); &nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;System.out.println(singleton.hashCode()); &nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;} &nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;public&nbsp;static&nbsp;void&nbsp;main(String[]&nbsp;args) &nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;{ &nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;Thread&nbsp;threads[]&nbsp;=&nbsp;new&nbsp;Thread[5]; &nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;for&nbsp;(int&nbsp;i&nbsp;=&nbsp;0;&nbsp;i&nbsp;&lt;&nbsp;threads.length;&nbsp;i++) &nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;threads[i]&nbsp;=&nbsp;new&nbsp;MyThread(); &nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;for&nbsp;(int&nbsp;i&nbsp;=&nbsp;0;&nbsp;i&nbsp;&lt;&nbsp;threads.length;&nbsp;i++) &nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;threads[i].start(); &nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;} } </td> 
 </tr> 
 </tbody> 
</table>

在上面的代码调用yield方法是为了使单件模式的线程不安全性表现出来，如果将这行去掉，上面的实现仍然是线程不安全的，只是出现的可能性小得多。

程序的运行结果如下：

上面的运行结果可能在不同的运行环境上有所有同，但一般这五行输出不会完全相同。从这个输出结果可以看出，通过getInstance方法得到的对象实例是五个，而不是我们期望的一个。这是因为当一个线程执行了Thread.yield（）后，就将CPU资源交给了另外一个线程。由于在线程之间切换时并未执行到创建Singleton对象实例的语句，因此，这几个线程都通过了if判断，所以，就会产生了建立五个对象实例的情况（可能创建的是四个或三个对象实例，这取决于有多少个线程在创建Singleton对象之前通过了if判断，每次运行时可能结果会不一样）。

要想使上面的单件模式变成线程安全的，只要为getInstance加上synchronized关键字即可。代码如下：

<table> 
 <tbody> 
 <tr> 
 <td style="background-color:#f3f3f3;"> public&nbsp;static&nbsp;synchronized&nbsp;Singleton&nbsp;getInstance()&nbsp;{&nbsp;<img alt="" height="20" src="https://img-blog.csdnimg.cn/0f6beb598134495c89c66d8a37b64561.png" width="15">&nbsp;<img alt="" height="20" src="https://img-blog.csdnimg.cn/d1d1236393c745189319807084de084d.png" width="15">&nbsp;} </td> 
 </tr> 
 </tbody> 
</table>

当然，还有更简单的方法，就是在定义Singleton变量时就建立Singleton对象，代码如下：

<table> 
 <tbody> 
 <tr> 
 <td style="background-color:#f3f3f3;"> private&nbsp;static&nbsp;final&nbsp;Singleton&nbsp;sample&nbsp;=&nbsp;new&nbsp;Singleton(); </td> 
 </tr> 
 </tbody> 
</table>

然后在getInstance方法中直接将sample返回即可。这种方式虽然简单，但不知在getInstance方法中创建Singleton对象灵活。读者可以根据具体的需求选择使用不同的方法来实现单件模式。

[Java]: http://java.chinaitlab.com/
[Link 1]: http://security.chinaitlab.com/