synchronized ?
是 Java 中的关键字,是一种同步锁。主要应用于多线程环境下保证线程的安全性。
四种用法
修饰一个代码块
被修饰的代码块称为同步语句块,其作用的范围是大括号{} 括起来的代码,作用的对象是调用这个代码块的对象;
synchronized(this)
class SyncThread implements Runnable { private static int count; public SyncThread() { count = 0; } public void run() { synchronized(this) { for (int i = 0; i < 5; i++) { try { System.out.println(Thread.currentThread().getName() + ":" + (count++)); Thread.sleep(100); } catch (InterruptedException e) { e.printStackTrace(); } } } } public int getCount() { return count; } } public class SynchronizedDemo { public static void main(String args[]){ //test01 // SyncThread s1 = new SyncThread(); // SyncThread s2 = new SyncThread(); // Thread t1 = new Thread(s1); // Thread t2 = new Thread(s2); //test02 SyncThread s = new SyncThread(); Thread t1 = new Thread(s); Thread t2 = new Thread(s); t1.start(); t2.start(); } } ===============Test01输出================== Thread-0:0 Thread-1:1 Thread-1:2 Thread-0:2 Thread-0:3 Thread-1:4 Thread-1:5 Thread-0:6 Thread-0:7 Thread-1:7 ===============Test02输出================== Thread-0:0 Thread-0:1 Thread-0:2 Thread-0:3 Thread-0:4 Thread-1:5 Thread-1:6 Thread-1:7 Thread-1:8 Thread-1:9
说明:两个并发线程(thread1和thread2)访问同一个对象(syncThread)中的synchronized代码块时,在同一时刻只能有一个线程得到执行,另一个线程受阻塞,必须等待当前线程执行完这个代码块以后才能执行该代码块。Thread1和thread2是互斥的,因为在执行synchronized代码块时会锁定当前的对象,只有执行完该代码块才能释放该对象锁,下一个线程才能执行并锁定该对象
synchronized(object)
/** * 银行账户类 */ class Account { String name; float amount; public Account(String name, float amount) { this.name = name; this.amount = amount; } //存钱 public void deposit(float amt) { amount += amt; try { Thread.sleep(100); } catch (InterruptedException e) { e.printStackTrace(); } } //取钱 public void withdraw(float amt) { amount -= amt; try { Thread.sleep(100); } catch (InterruptedException e) { e.printStackTrace(); } } public float getBalance() { return amount; } } /** * 账户操作类 */ class AccountOperator implements Runnable{ private Account account; public AccountOperator(Account account) { this.account = account; } public void run() { synchronized (account) { account.deposit(500); account.withdraw(500); System.out.println(Thread.currentThread().getName() + ":" + account.getBalance()); } } } public class SynchDemo2 { //public static final Object signal = new Object(); // 线程间通信变量 //将account改为Demo00.signal也能实现线程同步 public static void main(String args[]){ Account account = new Account("zhang san", 10000.0f); AccountOperator accountOperator = new AccountOperator(account); final int THREAD_NUM = 5; Thread threads[] = new Thread[THREAD_NUM]; for (int i = 0; i < THREAD_NUM; i ++) { threads[i] = new Thread(accountOperator, "Thread" + i); threads[i].start(); } } } ============输出结果============ Thread0:10000.0 Thread3:10000.0 Thread1:10000.0 Thread2:10000.0 Thread4:10000.0
说明:在AccountOperator 类中的run方法里,我们用synchronized 给account对象加了锁。这时,当一个线程访问account对象时,其他试图访问account对象的线程将会阻塞,直到该线程访问account对象结束。也就是说谁拿到那个锁谁就可以运行它所控制的那段代码。
有一个明确的对象作为锁时,就可以用类似下面这样的方式写程序。
public void method3(SomeObject obj) { //obj 锁定的对象 synchronized(obj) { // todo } }
没有明确的对象作为锁,只是想让一段代码同步时,可以创建一个特殊的对象来充当锁:
class Test implements Runnable { private byte[] lock = new byte[0]; // 特殊的instance变量 public void method() { synchronized(lock) { // todo 同步代码块 } } public void run() { } }
修饰一个方法
被修饰的方法称为同步方法,其作用的范围是整个方法,作用的对象是调用这个方法的对象;
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。
在子类方法中加上synchronized关键字
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
class Parent { public synchronized void method() { } } class Child extends Parent { public void method() { super.method(); } }
- 在定义接口方法时不能使用synchronized关键字。
- 构造方法不能使用synchronized关键字,但可以使用synchronized代码块来进行同步。
修饰一个静态的方法
其作用的范围是整个静态方法,作用的对象是这个类的 所有对象;
/** * 同步线程 */ class SyncThread implements Runnable { private static int count; public SyncThread() { count = 0; } public synchronized static void method() { for (int i = 0; i < 5; i ++) { try { System.out.println(Thread.currentThread().getName() + ":" + (count++)); Thread.sleep(100); } catch (InterruptedException e) { e.printStackTrace(); } } } public synchronized void run() { method(); } } public class Demo00{ public static void main(String args[]){ SyncThread syncThread1 = new SyncThread(); SyncThread syncThread2 = new SyncThread(); Thread t1 = new Thread(syncThread1, "SyncThread1"); Thread t2 = new Thread(syncThread2, "SyncThread2"); t1.start(); t2.start(); } } ==========输出结果=========== SyncThread1:0 SyncThread1:1 SyncThread1:2 SyncThread1:3 SyncThread1:4 SyncThread2:5 SyncThread2:6 SyncThread2:7 SyncThread2:8 SyncThread2:9
说明:syncThread1和syncThread2是SyncThread的两个对象,但在t1和t2并发执行时却保持了线程同步。这是因为run中调用了静态方法method,而静态方法是属于类的,所以syncThread1和syncThread2相当于用了同一把锁。
修饰一个类
其作用的范围是synchronized后面括号括起来的部分,作用对象是这个类的所有对象。
/** * 同步线程 */ class SyncThread implements Runnable { private int count; public SyncThread() { count = 0; } public void method() { synchronized (SyncThread.class) { for (int i = 0; i < 5; i++) { try { System.out.println(Thread.currentThread().getName() + ":" + (count++)); Thread.sleep(100); } catch (InterruptedException e) { e.printStackTrace(); } } } } public void run() { method(); } } public class Test{ public static void main(String args[]){ SyncThread syncThread1 = new SyncThread(); SyncThread syncThread2 = new SyncThread(); Thread t1 = new Thread(syncThread1, "SyncThread1"); Thread t2 = new Thread(syncThread2, "SyncThread2"); t1.start(); t2.start(); } } ===========输出============== 非静态方法(method) SyncThread1:0 SyncThread1:1 SyncThread1:2 SyncThread1:3 SyncThread1:4 SyncThread2:0 SyncThread2:1 SyncThread2:2 SyncThread2:3 SyncThread2:4 静态方法(method) SyncThread1:0 SyncThread1:1 SyncThread1:2 SyncThread1:3 SyncThread1:4 SyncThread2:5 SyncThread2:6 SyncThread2:7 SyncThread2:8 SyncThread2:9
说明:syncThread1和syncThread2是SyncThread的两个对象,但在t1和t2并发执行时却保持了线程同步。这是因为run中调用了静态方法method,而静态方法是属于类的,所以syncThread1和syncThread2相当于用了同一把锁
总结
A. 无论synchronized关键字加在方法上还是对象上,如果它作用的对象是非静态的,则它取得的锁是对象;如果synchronized作用的对象是一个静态方法或一个类,则它取得的锁是对类,该类所有的对象同一把锁。
B. 每个对象只有一个锁(lock)与之相关联,谁拿到这个锁谁就可以运行它所控制的那段代码。
C. 实现同步是要很大的系统开销作为代价的,甚至可能造成死锁,所以尽量避免无谓的同步控制。
ynchronized同步
Java对象头
在JVM中,对象在内存中的布局分为三块区域:对象头、实例数据和对齐填充
synchronized用的锁是存在Java对象头里的。
Hotspot 有两种对象头:
- 数组类型,如果对象是数组类型,则虚拟机用3个字宽 (Word)存储对象头
- 非数组类型:如果对象是非数组类型,则用2字宽存储对象头。
对象头由两部分组成
- Mark Word:存储自身的运行时数据,例如 HashCode、GC 年龄、锁相关信息等内容。
- Klass Pointer:类型指针指向它的类元数据的指针。
64 位虚拟机 Mark Word 是 64bit,在运行期间,Mark Word里存储的数据会随着锁标志位的变化而变化。
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