首先來回顧一下synchronized的基本使用:
synchronized (object) { //在同步代碼塊中對對象進行操作 }
synchronized關鍵字與線程安全
以為用了synchronized關鍵字包住了代碼就可以線程同步安全了。測試了下。發現是完全的錯了。synchronized必須正確的使用才是真正的線程安全。。。雖然知道這種寫法,一直以為卻由於懶而用了錯誤的方法。
看來基礎還沒有打好。仍需復習加強!工作中犯這種錯誤是不可原諒的,要知道使用synchronized關鍵字的地方都是數據敏感的!汗一把。。。
先貼代碼:
package com; public class ThreadTest { public static void main(String[] args) { MyThread m1 = new MyThread(1); MyThread m2 = new MyThread(2); m1.start(); m2.start(); } } final class MyThread extends Thread { private int val; public MyThread(int v) { val = v; } //這種做法其實是非線程安全的 public synchronized void print1(int v) { for (int i = 0; i < 100; i++) { System.out.print(v); } } public void print2(int v) { //線程安全 synchronized (MyThread.class) { for (int i = 0; i < 100; i++) { System.out.print(v); } } } public void run() { print1(val); // print2(val); } }
還是為了偷懶,汗一把。。。程序員總是懶的吧。能少寫就少寫。我把MyThread寫成了一個匿名的最終的內部類,方便調用。它用了最直接的繼承Thread來實現一個線程類,定義需要運行的run()方法。
首先注釋了print2()方法,看看print1()的結果如何。print1()是一個使用了synchronized關鍵字定義的方法,我一直以為這樣也可以實現線程安全。殊不知,我錯了。
我們來直接運行main()方法。控制台打印結果如下:
復制代碼 代碼如下:
1212111121212121212121212121212121212121222222212121212。。。
是一連串1和2交叉打印的結果。而我main方法中是先運行m1再運行m2的,顯示沒有做到線程同步!
MyThread m1 = new MyThread(1); MyThread m2 = new MyThread(2); m1.start(); m2.start();
接下來我們注釋掉run方法中的print1(),運行print2();
控制台打印如下:
復制代碼 代碼如下:
11111111111111111111111111111111111111111111111111111111111111111111111111111111111111111111111111112222222222222222222222222222222222222222222222222222222222222222222222222222222222222222222222222222
線程果然是安全了,一直以為也知道這種寫法,但由於這種寫法代碼稍微多點也就沒怎麼考慮,今天才意識到這種錯誤。看來有時候不懶還是有好處的。打好基礎很重要。糾正的長期以來的一個錯誤。
下面我們來看看具體原因。
synchronized關鍵字可以作為函數的修飾符,也可作為函數內的語句,也就是平時說的同步方法和同步語句塊。如果再細的分類,synchronized可作用於instance變量、object reference(對象引用)、static函數和class literals(類名稱字面常量)身上。
在進一步闡述之前,我們需要明確幾點:
A.無論synchronized關鍵字加在方法上還是對象上,它取得的鎖都是對象,而不是把一段代碼或函數當作鎖――而且同步方法很可能還會被其他線程的對象訪問。
B.每個對象只有一個鎖(lock)與之相關聯。
C.實現同步是要很大的系統開銷作為代價的,甚至可能造成死鎖,所以盡量避免無謂的同步控制。
接著來討論synchronized用到不同地方對代碼產生的影響:
假設P1、P2是同一個類的不同對象,這個類中定義了以下幾種情況的同步塊或同步方法,P1、P2就都可以調用它們。
1. 把synchronized當作函數修飾符時,示例代碼如下:
Public synchronized void methodAAA() { //…. }
這也就是同步方法,那這時synchronized鎖定的是哪個對象呢?它鎖定的是調用這個同步方法對象。也就是說,當一個對象P1在不同的線程中執行這個同步方法時,它們之間會形成互斥,達到同步的效果。但是這個對象所屬的Class所產生的另一對象P2卻可以任意調用這個被加了synchronized關鍵字的方法。
上邊的示例代碼等同於如下代碼:
public void methodAAA() { synchronized (this) // (1) { //….. } }
(1)處的this指的是什麼呢?它指的就是調用這個方法的對象,如P1。可見同步方法實質是將synchronized作用於object reference。――那個拿到了P1對象鎖的線程,才可以調用P1的同步方法,而對P2而言,P1這個鎖與它毫不相干,程序也可能在這種情形下擺脫同步機制的控制,造成數據混亂!
2.同步塊,示例代碼如下:
public void method3(SomeObject so) { synchronized(so) { //….. } }
這時,鎖就是so這個對象,誰拿到這個鎖誰就可以運行它所控制的那段代碼。當有一個明確的對象作為鎖時,就可以這樣寫程序,但當沒有明確的對象作為鎖,只是想讓一段代碼同步時,可以創建一個特殊的instance變量(它得是一個對象)來充當鎖:
class Foo implements Runnable { private byte[] lock = new byte[0]; // 特殊的instance變量 Public void methodA() { synchronized(lock) { //… } } //….. }
注:零長度的byte數組對象創建起來將比任何對象都經濟――查看編譯後的字節碼:生成零長度的byte[]對象只需3條操作碼,而Object lock = new Object()則需要7行操作碼。
3.將synchronized作用於static 函數,示例代碼如下:
Class Foo { public synchronized static void methodAAA() // 同步的static 函數 { //…. } public void methodBBB() { synchronized(Foo.class) // class literal(類名稱字面常量) } }
代碼中的methodBBB()方法是把class literal作為鎖的情況,它和同步的static函數產生的效果是一樣的,取得的鎖很特別,是當前調用這個方法的對象所屬的類(Class,而不再是由這個Class產生的某個具體對象了)。
記得在《Effective Java》一書中看到過將 Foo.class和 P1.getClass()用於作同步鎖還不一樣,不能用P1.getClass()來達到鎖這個Class的目的。P1指的是由Foo類產生的對象。
可以推斷:如果一個類中定義了一個synchronized的static函數A,也定義了一個synchronized 的instance函數B,那麼這個類的同一對象Obj在多線程中分別訪問A和B兩個方法時,不會構成同步,因為它們的鎖都不一樣。A方法的鎖是Obj這個對象,而B的鎖是Obj所屬的那個Class。
小結如下:
搞清楚synchronized鎖定的是哪個對象,就能幫助我們設計更安全的多線程程序。
還有一些技巧可以讓我們對共享資源的同步訪問更加安全:
1.定義private 的instance變量+它的 get方法,而不要定義public/protected的instance變量。如果將變量定義為public,對象在外界可以繞過同步方法的控制而直接取得它,並改動它。這也是JavaBean的標准實現方式之一。
2.如果instance變量是一個對象,如數組或ArrayList什麼的,那上述方法仍然不安全,因為當外界對象通過get方法拿到這個instance對象的引用後,又將其指向另一個對象,那麼這個private變量也就變了,豈不是很危險。這個時候就需要將get方法也加上synchronized同步,並且,只返回這個private對象的clone()――這樣,調用端得到的就是對象副本的引用了。
總結一些synchronized注意事項: