在java编程中,经常需要用到同步,而用得最多的也许是synchronized关键字了,下面看看这个关键字的用法。因为synchronized关键字涉及到锁的概念,所以先来了解一些相关的锁知识。java的内置锁:每个java对象都可以用做一个实现同步的锁,这些锁成为内置锁。线程进入同步代码块或方法的时候会自动获得该锁,在退出同步代码块或方法时会释放该锁。获得内置锁的唯一途径就是进入这个锁的保护的同步代码块或方法。java内置锁是一个互斥锁,这就是意味着最多只有一个线程能够获得该锁,当线程A尝试去获得线程B持有的内置锁时,线程A必须等待或者阻塞,知道线程B释放这个锁,如果B线程不释放这个锁,那么A线程将永远等待下去。java的对象锁和类锁:java的对象锁和类锁在锁的概念上基本上和内置锁是一致的,但是,两个锁实际是有很大的区别的,对象锁是用于对象实例方法,或者一个对象实例上的,类锁是用于类的静态方法或者一个类的class对象上的。我们知道,类的对象实例可以有很多个,但是每个类只有一个class对象,所以不同对象实例的对象锁是互不干扰的,但是每个类只有一个类锁。但是有一点必须注意的是,其实类锁只是一个概念上的东西,并不是真实存在的,它只是用来帮助我们理解锁定实例方法和静态方法的区别的上面已经对锁的一些概念有了一点了解,下面探讨synchronized关键字的用法。synchronized的用法:synchronized修饰方法和synchronized修饰代码块。下面分别分析这两种用法在对象锁和类锁上的效果。对象锁的synchronized修饰方法和代码块:
public class TestSynchronized { public void test1() { synchronized(this) { int i = 5; while( i-- > 0) { System.out.println(Thread.currentThread().getName() + " : " + i); try { Thread.sleep(500); } catch (InterruptedException ie) { } } } } public synchronized void test2() { int i = 5; while( i-- > 0) { System.out.println(Thread.currentThread().getName() + " : " + i); try { Thread.sleep(500); } catch (InterruptedException ie) { } } } public static void main(String[] args) { final TestSynchronized myt2 = new TestSynchronized(); Thread test1 = new Thread( new Runnable() { public void run() { myt2.test1(); } }, "test1" ); Thread test2 = new Thread( new Runnable() { public void run() { myt2.test2(); } }, "test2" ); test1.start();; test2.start(); // TestRunnable tr=new TestRunnable();// Thread test3=new Thread(tr);// test3.start(); } } test2 : 4test2 : 3test2 : 2test2 : 1test2 : 0test1 : 4test1 : 3test1 : 2test1 : 1test1 : 0
上述的代码,第一个方法时用了同步代码块的方式进行同步,传入的对象实例是this,表明是当前对象,当然,如果需要同步其他对象实例,也不可传入其他对象的实例;第二个方法是修饰方法的方式进行同步。因为第一个同步代码块传入的this,所以两个同步代码所需要获得的对象锁都是同一个对象锁,下面main方法时分别开启两个线程,分别调用test1和test2方法,那么两个线程都需要获得该对象锁,另一个线程必须等待。上面也给出了运行的结果可以看到:直到test2线程执行完毕,释放掉锁,test1线程才开始执行。(可能这个结果有人会有疑问,代码里面明明是先开启test1线程,为什么先执行的是test2呢?这是因为java编译器在编译成字节码的时候,会对代码进行一个重排序,也就是说,编译器会根据实际情况对代码进行一个合理的排序,编译前代码写在前面,在编译后的字节码不一定排在前面,所以这种运行结果是正常的, 这里是题外话,最主要是检验synchronized的用法的正确性) 如果我们把test2方法的synchronized关键字去掉,执行结果会如何呢? test1 : 4 test2 : 4 test2 : 3 test1 : 3 test1 : 2 test2 : 2 test2 : 1 test1 : 1 test2 : 0 test1 : 0 上面是执行结果,我们可以看到,结果输出是交替着进行输出的,这是因为,某个线程得到了对象锁,但是另一个线程还是可以访问没有进行同步的方法或者代码。进行了同步的方法(加锁方法)和没有进行同步的方法(普通方法)是互不影响的,一个线程进入了同步方法,得到了对象锁,其他线程还是可以访问那些没有同步的方法(普通方法)。这里涉及到内置锁的一个概念(此概念出自java并发编程实战第二章):对象的内置锁和对象的状态之间是没有内在的关联的,虽然大多数类都将内置锁用做一种有效的加锁机制,但对象的域并不一定通过内置锁来保护。当获取到与对象关联的内置锁时,并不能阻止其他线程访问该对象,当某个线程获得对象的锁之后,只能阻止其他线程获得同一个锁。之所以每个对象都有一个内置锁,是为了免去显式地创建锁对象。 所以synchronized只是一个内置锁的加锁机制,当某个方法加上synchronized关键字后,就表明要获得该内置锁才能执行,并不能阻止其他线程访问不需要获得该内置锁的方法。 类锁的修饰(静态)方法和代码块:
public class TestSynchronized { public void test1() { synchronized(TestSynchronized.class) { int i = 5; while( i-- > 0) { System.out.println(Thread.currentThread().getName() + " : " + i); try { Thread.sleep(500); } catch (InterruptedException ie) { } } } } public static synchronized void test2() { int i = 5; while( i-- > 0) { System.out.println(Thread.currentThread().getName() + " : " + i); try { Thread.sleep(500); } catch (InterruptedException ie) { } } } public static void main(String[] args) { final TestSynchronized myt2 = new TestSynchronized(); Thread test1 = new Thread( new Runnable() { public void run() { myt2.test1(); } }, "test1" ); Thread test2 = new Thread( new Runnable() { public void run() { TestSynchronized.test2(); } }, "test2" ); test1.start(); test2.start(); // TestRunnable tr=new TestRunnable();// Thread test3=new Thread(tr);// test3.start(); } } test1 : 4test1 : 3test1 : 2test1 : 1test1 : 0test2 : 4test2 : 3test2 : 2test2 : 1test2 : 0
其实,类锁修饰方法和代码块的效果和对象锁是一样的,因为类锁只是一个抽象出来的概念,只是为了区别静态方法的特点,因为静态方法是所有对象实例共用的,所以对应着synchronized修饰的静态方法的锁也是唯一的,所以抽象出来个类锁。其实这里的重点在下面这块代码,synchronized同时修饰静态和非静态方法
public class TestSynchronized { public synchronized void test1() { int i = 5; while( i-- > 0) { System.out.println(Thread.currentThread().getName() + " : " + i); try { Thread.sleep(500); } catch (InterruptedException ie) { } } } public static synchronized void test2() { int i = 5; while( i-- > 0) { System.out.println(Thread.currentThread().getName() + " : " + i); try { Thread.sleep(500); } catch (InterruptedException ie) { } } } public static void main(String[] args) { final TestSynchronized myt2 = new TestSynchronized(); Thread test1 = new Thread( new Runnable() { public void run() { myt2.test1(); } }, "test1" ); Thread test2 = new Thread( new Runnable() { public void run() { TestSynchronized.test2(); } }, "test2" ); test1.start(); test2.start(); // TestRunnable tr=new TestRunnable();// Thread test3=new Thread(tr);// test3.start(); } } test1 : 4test2 : 4test1 : 3test2 : 3test2 : 2test1 : 2test2 : 1test1 : 1test1 : 0test2 : 0