【JavaEE初阶】 synchronized关键字详解 迷南。 2024-04-17 10:40 28阅读 0赞 #### 文章目录 #### * ?synchronized 的特性 * * ?互斥 * ?可重入 * ?synchronized 的使用 * * ?直接修饰普通方法 * ?修饰静态方法 * ? 修饰代码块 * ?synchronized 的使用总结: * ?Java 标准库中的线程安全类 * ⭕总结 > 本文重点: > > * synchronized 的特性 > * synchronized 使用示例 > * ava 标准库中的线程安全类 ## ?synchronized 的特性 ## ### ?互斥 ### synchronized 会起到互斥效果, 某个线程执行到某个对象的 synchronized 中时, 其他线程如果也执行到 同一个对象 synchronized 就会阻塞等待. * 进入 synchronized 修饰的代码块, 相当于 加锁 * 退出 synchronized 修饰的代码块, 相当于 解锁 ![在这里插入图片描述][66a64ae0b71348d4ac1755f8ada44dec.png] synchronized用的锁是存在Java对象头里的。 ![在这里插入图片描述][f6867740485346c7ae2489eb09dd8c21.png] 可以粗略理解成, 每个对象在内存中存储的时候, 都存有一块内存表示当前的 “锁定” 状态(类似于厕所的 “有人/无人”). * 如果当前是 “无人” 状态, 那么就可以使用, 使用时需要设为 “有人” 状态. * 如果当前是 “有人” 状态, 那么其他人无法使用, 只能排队 ![在这里插入图片描述][0e1e7542be124dc8be662009b9b22606.png] 后面排队的人我们可以称为“阻塞等待” ***阻塞等待***:针对每一把锁, 操作系统内部都维护了一个等待队列. 当这个锁被某个线程占有的时候, 其他线程尝试进行加锁, 就加不上了, 就会阻塞等待, 一直等到之前的线程解锁之后, 由操作系统唤醒一个新的线程, 再来获取到这个锁. ***注意:*** * 上一个线程解锁之后, 下一个线程并不是立即就能获取到锁. 而是要靠操作系统来 “唤醒”. 这也就是操作系统线程调度的一部分工作. * 假设有 A B C 三个线程, 线程 A 先获取到锁, 然后 B 尝试获取锁, 然后 C 再尝试获取锁, 此时 B和 C 都在阻塞队列中排队等待.但是当 A 释放锁之后, 虽然 B 比 C 先来的, 但是 B 不一定就能获取到锁, 而是和 C 重新竞争, 并不遵守先来后到的规则 ***补充***:synchronized的底层是使用操作系统的mutex lock实现的 ### ?可重入 ### synchronized 同步块对同一条线程来说是可重入的,不会出现自己把自己锁死的问题 那么什么是可重入?怎么自己把自己锁死呢? 理解 “把自己锁死”: 一个线程没有释放锁, 然后又尝试再次加锁 * 按照之前对于锁的设定, 第二次加锁的时候, 就会阻塞等待. * 直到第一次的锁被释放, 才能获取到第二个锁. * 但是释放第一个锁也是由该线程来完成, 结果这个线程已经躺平了, 啥都不想干了, 也就无法进行解锁操作. * 这时候就会死锁 举个例子: > 一个滑稽老铁去上厕所,反锁厕所们后,然后不小心一个闪现出来了,还失忆了,这时候厕所没人,但是处于锁的状态,后面等待的人无法进入 > ![在这里插入图片描述][5b279533cac044b3addcc730119a5398.png] > 这样的锁称为不可重入锁 Java 中的== synchronized 是可重入锁==, 因此没有上面的问题 ***代码示例*** public class Counter { public int count = 0; synchronized void increase() { count++; } synchronized void increase2() { increase(); } } 在上面的代码中, * increase 和 increase2 两个方法都加了 synchronized, 此处的 synchronized 都是针对== this 当前对象==加锁的. * 在调用 increase2 的时候, 先加了一次锁, 执行到 increase 的时候, 又加了一次锁. (上个锁还没释放, 相当于连续加两次锁) * 这个代码是完全没问题的. 因为 synchronized 是可重入锁 在可重入锁的内部, 包含了 “线程持有者” 和 “计数器” 两个信息. * 如果某个线程加锁的时候, 发现锁已经被人占用, 但是恰好占用的正是自己, 那么仍然可以继续获取到锁, 并让计数器自增. * 解锁的时候计数器递减为 0 的时候, 才真正释放锁. (才能被别的线程获取到) ## ?synchronized 的使用 ## synchronized 本质上要修改指定对象的 “对象头”. 从使用角度来看, synchronized 也势必要搭配一个具 体的对象来使用 synchronized的使用方法可以分为以下三种: ### ?直接修饰普通方法 ### 锁是当前实例对象 ,进入同步代码前要获得当前实例的锁 锁的 SynchronizedDemo对象 public class SynchronizedDemo { public synchronized void methond() { } } 使用举例: 多个线程访问同一个对象的同一个方法 public class synchronizedTest implements Runnable { //共享资源 static int i =0; /** * synchronized 修饰实例方法 */ public synchronized void increase(){ i++; } @Override public void run(){ for (int j =0 ; j<10000;j++){ increase(); } } public static void main(String[] args) throws InterruptedException { synchronizedTest test = new synchronizedTest(); Thread t1 = new Thread(test); Thread t2 = new Thread(test); t1.start(); t2.start(); t1.join(); t2.join(); System.out.println(i); } } 运行结果如下: ![在这里插入图片描述][cb6f012751cd4ca280016ff942ce4565.png] ***分析***:当两个线程同时对一个对象的一个方法进行操作,只有一个线程能够抢到锁。因为一个对象只有一把锁,一个线程获取了该对象的锁之后,其他线程无法获取该对象的锁,就不能访问该对象的其他synchronized实例方法,需要等到对象被释放后才能获取,但是在对象没有被释放前,其他线程可以访问非synchronized修饰的方法 ### ?修饰静态方法 ### 锁是当前类的class对象 ,进入同步代码前要获得当前类对象的锁 锁的 SynchronizedDemo 类的对象 public class SynchronizedDemo { public synchronized static void method() { } } ***使用举例***: public class synchronizedTest3 implements Runnable { //共享资源 static int i = 0; /** * synchronized 修饰静态方法 */ public static synchronized void increase() { i++; } @Override public void run() { for (int j = 0; j < 10000; j++) { increase(); } } } public class Main { public static void main(String[] args) throws InterruptedException { Thread t1 = new Thread(new synchronizedTest3()); Thread t2 = new Thread(new synchronizedTest3()); t1.start(); t2.start(); t1.join(); t2.join(); System.out.println(synchronizedTest3.i); } } 结果如下: ![在这里插入图片描述][ff3da4516715462bac8bba756c951402.png] ***分析***:由例子可知,两个线程实例化两个不同的对象,但是访问的方法是静态的,两个线程发生了互斥(即一个线程访问,另一个线程只能等着),因为静态方法是依附于类而不是对象的,当synchronized修饰静态方法时,锁是class对象 ### ? 修饰代码块 ### 同步方法块,锁是括号里面的对象,对给定对象加锁,进入同步代码库前要获得给定对象的锁 * 锁当前对象 public class SynchronizedDemo { public void method() { synchronized (this) { } } } * 锁类对象 public class SynchronizedDemo { public void method() { synchronized (SynchronizedDemo.class) { } } } ### ?synchronized 的使用总结: ### 我们重点要理解,synchronized 锁的是什么. 两个线程竞争同一把锁, 才会产生阻塞等待 两个线程分别尝试获取两把不同的锁, 不会产生竞争. ![在这里插入图片描述][44650137d8be477e94f4b86cdb572e2f.png] ## ?Java 标准库中的线程安全类 ## Java 标准库中很多都是线程不安全的. 这些类可能会涉及到多线程修改共享数据, 又没有任何加锁措施. * ArrayList * LinkedList * HashMap * TreeMap * HashSet * TreeSet * StringBuilde 但是还有一些是线程安全的. 使用了一些锁机制来控制 * Vector (不推荐使用) * HashTable (不推荐使用) * ConcurrentHashMap * StringBuffer 不推荐使用的原因是:当你使用这些类时,每一次都会伴随加锁操作,如果该操作不需要加锁,则就会造成时间浪费。 ***注意***:String还有的虽然没有加锁, 但是不涉及 “修改”, 仍然是线程安全的 ## ⭕总结 ## 关于《【JavaEE初阶】 synchronized关键字详解》就讲解到这儿,感谢大家的支持,欢迎各位留言交流以及批评指正,如果文章对您有帮助或者觉得作者写的还不错可以点一下关注,点赞,收藏支持一下! [66a64ae0b71348d4ac1755f8ada44dec.png]: https://image.dandelioncloud.cn/pgy_files/images/2024/04/14/a031d5c205f2427f8d803792b7045ebf.png [f6867740485346c7ae2489eb09dd8c21.png]: https://image.dandelioncloud.cn/pgy_files/images/2024/04/14/91c63c61fddc4e8a8bf43b9f379e7260.png [0e1e7542be124dc8be662009b9b22606.png]: https://image.dandelioncloud.cn/pgy_files/images/2024/04/14/48806d46af8f44cf8fecd498b5588b9b.png [5b279533cac044b3addcc730119a5398.png]: https://image.dandelioncloud.cn/pgy_files/images/2024/04/14/d020a3e39cba4222a8bafab5662807a8.png [cb6f012751cd4ca280016ff942ce4565.png]: https://image.dandelioncloud.cn/pgy_files/images/2024/04/14/4a27a885c84b4e7f860a412869b0c1f9.png [ff3da4516715462bac8bba756c951402.png]: https://image.dandelioncloud.cn/pgy_files/images/2024/04/14/ef9b22cbb9014b74966d76fc1ee07d3c.png [44650137d8be477e94f4b86cdb572e2f.png]: https://image.dandelioncloud.cn/pgy_files/images/2024/04/14/7a27e487934a46da93251ea02b266f23.png
还没有评论,来说两句吧...