java多线程编程之使用Synchronized关键字同步类方法

复制代码 代码如下:

public synchronized void run()
{    
}

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


复制代码 代码如下:

class Test
  {
        public synchronized void method()
       {

}
  }

public class Sync implements Runnable
  {
       private Test test;
       public void run()
       {
            test.method();
       }
       public Sync(Test test)
       {
           this.test = test;
       }
       public static void main(String[] args) throws Exception
       {
           Test test1 =  new Test();
           Test test2 =  new Test();
           Sync sync1 = new Sync(test1);
           Sync sync2 = new Sync(test2);
           new Thread(sync1).start();
           new Thread(sync2).start();
       }
   }

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:
Sync sync1 = new Sync(test1);
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:


复制代码 代码如下:

class Test
{
    public static synchronized void method() {   }
}

建立Test类的对象实例如下:
Test test = new Test();
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,也是线程不安全的,下面的代码是一个线程不安全的单件模式。

复制代码 代码如下:

package test;

// 线程安全的Singleton模式
class Singleton
{
    private static Singleton sample;

private Singleton()
    {
    }
    public static Singleton getInstance()
    {
        if (sample == null)
        {
            Thread.yield(); // 为了放大Singleton模式的线程不安全性
            sample = new Singleton();
        }
        return sample;
    }
}
public class MyThread extends Thread
{
    public void run()
    {
        Singleton singleton = Singleton.getInstance();
        System.out.println(singleton.hashCode());
    }
    public static void main(String[] args)
    {
        Thread threads[] = new Thread[5];
        for (int i = 0; i < threads.length; i++)
            threads[i] = new MyThread();
        for (int i = 0; i < threads.length; i++)
            threads[i].start();
    }
}

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:


复制代码 代码如下:

25358555
26399554
7051261
29855319
5383406

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:
public static synchronized Singleton getInstance() {   }
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:
private static final Singleton sample = new Singleton();
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。

在使用synchronized关键字时有以下四点需要注意:

1.  synchronized关键字不能继承。
虽然可以使用synchronized来定义方法,但synchronized并不属于方法定义的一部分,因此,synchronized关键字不能被继承。如果在父类中的某个方法使用了synchronized关键字,而在子类中覆盖了这个方法,在子类中的这个方法默认情况下并不是同步的,而必须显式地在子类的这个方法中加上synchronized关键字才可以。当然,还可以在子类方法中调用父类中相应的方法,这样虽然子类中的方法不是同步的,但子类调用了父类的同步方法,因此,子类的方法也就相当于同步了。这两种方式的例子代码如下:
在子类方法中加上synchronized关键字


复制代码 代码如下:

class Parent
{
    public synchronized void method() {   }
}
class Child extends Parent
{
    public synchronized void method() {   }
}

在子类方法中调用父类的同步方法

复制代码 代码如下:

class Parent
{
    public synchronized void method() {   }
}
class Child extends Parent
{
    public void method() { super.method();   }
}

2.  在定义接口方法时不能使用synchronized关键字。
3.  构造方法不能使用synchronized关键字,但可以使用下节要讨论的synchronized块来进行同步。
4.  synchronized可以自由放置。
在前面的例子中使用都是将synchronized关键字放在方法的返回类型前面。但这并不是synchronized可放置唯一位置。在非静态方法中,synchronized还可以放在方法定义的最前面,在静态方法中,synchronized可以放在static的前面,代码如下:


复制代码 代码如下:

public synchronized void method();
synchronized public void method();
public static synchronized void method();
public synchronized static void method();
synchronized public static void method();

但要注意,synchronized不能放在方法返回类型的后面,如下面的代码是错误的:


复制代码 代码如下:

public void synchronized method();
public static void synchronized method();

synchronized关键字只能用来同步方法,不能用来同步类变量,如下面的代码也是错误的。


复制代码 代码如下:

public synchronized int n = 0;
public static synchronized int n = 0;

虽然使用synchronized关键字同步方法是最安全的同步方式,但大量使用synchronized关键字会造成不必要的资源消耗以及性能损失。虽然从表面上看synchronized锁定的是一个方法,但实际上synchronized锁定的是一个类。也就是说,如果在非静态方法method1和method2定义时都使用了synchronized,在method1未执行完之前,method2是不能执行的。静态方法和非静态方法的情况类似。但静态和非静态方法不会互相影响。看看如下的代码:


复制代码 代码如下:

package test;

public class MyThread1 extends Thread
{
    public String methodName;

public static void method(String s)
    {
        System.out.println(s);
        while (true)

}
    public synchronized void method1()
    {
        method("非静态的method1方法");
    }
    public synchronized void method2()
    {
        method("非静态的method2方法");
    }
    public static synchronized void method3()
    {
        method("静态的method3方法");
    }
    public static synchronized void method4()
    {
        method("静态的method4方法");
    }
    public void run()
    {
        try
        {
            getClass().getMethod(methodName).invoke(this);
        }
        catch (Exception e)
        {
        }
    }
    public static void main(String[] args) throws Exception
    {
        MyThread1 myThread1 = new MyThread1();
        for (int i = 1; i <= 4; i++)
        {
            myThread1.methodName = "method" + String.valueOf(i);
            new Thread(myThread1).start();
            sleep(100);
        }
    }
}

运行结果如下:


复制代码 代码如下:

非静态的method1方法
静态的method3方法

从上面的运行结果可以看出,method2和method4在method1和method3未结束之前不能运行。因此,我们可以得出一个结论,如果在类中使用synchronized关键字来定义非静态方法,那将影响这个中的所有使用synchronized关键字定义的非静态方法。如果定义的是静态方法,那么将影响类中所有使用synchronized关键字定义的静态方法。这有点象数据表中的表锁,当修改一条记录时,系统就将整个表都锁住了,因此,大量使用这种同步方式会使程序的性能大幅度下降。

时间: 2014-01-22

Java多线程编程中synchronized关键字的基础用法讲解

多线程编程中,最关键.最关心的问题应该就是同步问题,这是一个难点,也是核心. 从jdk最早的版本的synchronized.volatile,到jdk 1.5中提供的java.util.concurrent.locks包中的Lock接口(实现有ReadLock,WriteLock,ReentrantLock),多线程的实现也是一步步走向成熟化.   同步,它是通过什么机制来控制的呢?第一反应就是锁,这个在学习操作系统与数据库的时候,应该都已经接触到了.在Java的多线程程序中,当多个程序竞争同一

java基本教程之synchronized关键字 java多线程教程

本章,会对synchronized关键字进行介绍.涉及到的内容包括:1. synchronized原理2. synchronized基本规则3. synchronized方法 和 synchronized代码块4. 实例锁 和 全局锁 1. synchronized原理 在java中,每一个对象有且仅有一个同步锁.这也意味着,同步锁是依赖于对象而存在.当我们调用某对象的synchronized方法时,就获取了该对象的同步锁.例如,synchronized(obj)就获取了"obj这个对象&quo

详谈Java多线程的几个常用关键字

一.同步(synchronized)和异步(asynchronized) 1.同步(synchronized)简单说可以理解为共享的意思,如果资源不是共享的,就没必要进行同步.设置共享资源为同步的话,可以避免一些脏读情况. 2.异步(asynchronized)简单说可以理解为独立不受到其他任何制约. 举个例子: 线程1调用了带有synchronized关键字的方法methodA,线程2调用了异步方法methodB,出现的现象是同时控制台输出 t1,t2. package com.ietree.

java多线程编程之Synchronized关键字详解

本文介绍JAVA多线程中的synchronized关键字作为对象锁的一些知识点. 所谓对象锁,就是就是synchronized 给某个对象 加锁.关于 对象锁 可参考:这篇文章  一.分析 synchronized可以修饰实例方法,如下形式: public class MyObject { synchronized public void methodA() { //do something.... } 这里,synchronized 关键字锁住的是当前对象.这也是称为对象锁的原因. 为啥锁住当

Java 多线程synchronized关键字详解(六)

synchronized 关键字,代表这个方法加锁,相当于不管哪一个线程(例如线程A),运行到这个方法时,都要检查有没有其它线程B(或者C. D等)正在用这个方法(或者该类的其他同步方法),有的话要等正在使用synchronized方法的线程B(或者C .D)运行完这个方法后再运行此线程A,没有的话,锁定调用者,然后直接运行.它包括两种用法:synchronized 方法和 synchronized 块. 多线程的同步机制对资源进行加锁,使得在同一个时间,只有一个线程可以进行操作,同步用以解决多

java多线程编程之慎重使用volatile关键字

volatile关键字相信了解Java多线程的读者都很清楚它的作用.volatile关键字用于声明简单类型变量,如int.float.boolean等数据类型.如果这些简单数据类型声明为volatile,对它们的操作就会变成原子级别的.但这有一定的限制.例如,下面的例子中的n就不是原子级别的: 复制代码 代码如下: package mythread; public class JoinThread extends Thread{public static volatile int n = 0;p

Java多线程编程中易混淆的3个关键字总结

概述 最近在看<ThinKing In Java>,看到多线程章节时觉得有一些概念比较容易混淆有必要总结一下,虽然都不是新的东西,不过还是蛮重要,很基本的,在开发或阅读源码中经常会遇到,在这里就简单的做个总结. 1.volatile volatile主要是用来在多线程中同步变量. 在一般情况下,为了提升性能,每个线程在运行时都会将主内存中的变量保存一份在自己的内存中作为变量副本,但是这样就很容易出现多个线程中保存的副本变量不一致,或与主内存的中的变量值不一致的情况. 而当一个变量被volati

举例解析Java多线程编程中需要注意的一些关键点

1. 同步方法或同步代码块? 您可能偶尔会思考是否要同步化这个方法调用,还是只同步化该方法的线程安全子集.在这些情况下,知道 Java 编译器何时将源代码转化为字节代码会很有用,它处理同步方法和同步代码块的方式完全不同. 当 JVM 执行一个同步方法时,执行中的线程识别该方法的 method_info 结构是否有 ACC_SYNCHRONIZED 标记设置,然后它自动获取对象的锁,调用方法,最后释放锁.如果有异常发生,线程自动释放锁. 另一方面,同步化一个方法块会越过 JVM 对获取对象锁和异常

详解Java多线程编程中的线程同步方法

1.多线程的同步: 1.1.同步机制: 在多线程中,可能有多个线程试图访问一个有限的资源,必须预防这种情况的发生.所以引入了同步机制:在线程使用一个资源时为其加锁,这样其他的线程便不能访问那个资源了,直到解锁后才可以访问. 1.2.共享成员变量的例子: 成员变量与局部变量: 成员变量: 如果一个变量是成员变量,那么多个线程对同一个对象的成员变量进行操作,这多个线程是共享一个成员变量的. 局部变量: 如果一个变量是局部变量,那么多个线程对同一个对象进行操作,每个线程都会有一个该局部变量的拷贝.他们

Java多线程编程中synchronized线程同步的教程

0.关于线程同步 (1)为什么需要同步多线程? 线程的同步是指让多个运行的线程在一起良好地协作,达到让多线程按要求合理地占用释放资源.我们采用Java中的同步代码块和同步方法达到这样的目的.比如这样的解决多线程无固定序执行的问题: public class TwoThreadTest { public static void main(String[] args) { Thread th1= new MyThread1(); Thread th2= new MyThread2(); th1.st

Java多线程编程中ThreadLocal类的用法及深入

ThreadLocal,直译为"线程本地"或"本地线程",如果你真的这么认为,那就错了!其实,它就是一个容器,用于存放线程的局部变量,我认为应该叫做 ThreadLocalVariable(线程局部变量)才对,真不理解为什么当初 Sun 公司的工程师这样命名. 早在 JDK 1.2 的时代,java.lang.ThreadLocal 就诞生了,它是为了解决多线程并发问题而设计的,只不过设计得有些难用,所以至今没有得到广泛使用.其实它还是挺有用的,不相信的话,我们一起

Java多线程编程中的两种常用并发容器讲解

ConcurrentHashMap并发容器 ConcurrentHashMap可以做到读取数据不加锁,并且其内部的结构可以让其在进行写操作的时候能够将锁的粒度保持地尽量地小,不用对整个ConcurrentHashMap加锁. ConcurrentHashMap的内部结构 ConcurrentHashMap为了提高本身的并发能力,在内部采用了一个叫做Segment的结构,一个Segment其实就是一个类Hash Table的结构,Segment内部维护了一个链表数组,我们用下面这一幅图来看下Con

Java多线程编程中线程锁与读写锁的使用示例

线程锁Lock Lock  相当于 当前对象的 Synchronized import java.util.concurrent.locks.Lock; import java.util.concurrent.locks.ReentrantLock; /* * Lock lock = new ReentrantLock(); * lock.lock(); lock.unLock(); * 类似于 synchronized,但不能与synchronized 混用 */ public class L

浅谈Java多线程编程中Boolean常量的同步问题

在JAVA中通过synchronized语句可以实现多线程并发.使用同步代码块,JVM保证同一时间只有一个线程可以拥有某一对象的锁.锁机制实现了多个线程安全地对临界资源进行访问.   同步代码写法如下:   代码1: Object obj = new Object(); ... synchronized(obj) { //TODO: 访问临界资源 } JAVA的多线程总是充满陷阱,如果我们用Boolean作为被同步的对象,可能会出现以下两种情况:   一. 以为对一个对象加锁,实际同步的是不同对

举例说明Java多线程编程中读写锁的使用

以下示例为 java api并发库中 ReentrantReadWriteLock自带的实例,下面进行解读 class CachedData { Object data; volatile boolean cacheValid; ReentrantReadWriteLock rwl = new ReentrantReadWriteLock(); void processCachedData() { rwl.readLock().lock();//@1 if (!cacheValid) { //