java多线程（4）synchronized的作用

Pandaaa 发布于2019-08-16 10:54 / 787人阅读

摘要：在多线程并发的情况下，有时就涉及到对于同一资源的读写，如果不进行一些处理，容易出现数据混乱，结果和实际不一致等问题。

在多线程并发的情况下，有时就涉及到对于同一资源的读写，如果不进行一些处理，容易出现数据混乱，结果和实际不一致等问题。java中可以使用synchronized关键字对资源锁定。

synchronized的用法

synchronized有2种用法：
1.修饰代码块，以某个对象为锁，锁的范围是指定的代码块。
2.修饰方法，其实也可以等价于修饰代码块，比如修饰普通方法：

synchronized void doxx(){
//.........
}

等价于

void doxx(){
    synchronized (this){
    //.........
    }
}

以当前实体为锁对象，整个方法都是在代码块中。也能修饰静态方法:

public class Test{
    static synchronized void doxx(){
    //.........
    }
}

等价于

public class Test{
    static void doxx(){
        synchronized (Test.class){
        //.........
        }
    }
}

synchronized 修饰代码块

先举一个反例demo：

import java.util.List;
import java.util.Random;

public    class Thread1 extends Thread{
    private List list;
    public Thread1(List list) {
        this.list=list;
    }
    @Override
    public void run() {
        try {
            for(int i=0;i<100;i++){
                Thread.sleep(10);//模拟处理一些业务,这样也更容易重现问题
                int randon = new Random().nextInt();
                list.add(randon);
            }
        } catch (InterruptedException e) {
            e.printStackTrace();
        }
    }
}

    public static void main(String[] args) throws InterruptedException {
        List list = new ArrayList<>(1000);
        Thread1 t1 = new Thread1(list);
        t1.start();
        Thread1 t2 = new Thread1(list);
        t2.start();
        t1.join();
        t2.join();
        System.out.println("size="+list.size());
    }

执行结果：

size=162

这个结果是不确定，每次执行都可能不一样。demo里启动了2个线程，每个执行100次，按理list的数据量应该会是200个。这个就是本文开始提到的，多个线程读写同一个对象时，发生了数据异常。那么我们再用synchronized对demo进行小小的改造。

import java.util.List;
import java.util.Random;

public    class Thread1 extends Thread{
    private List list;
    public Thread1(List list) {
        this.list=list;
    }
    @Override
    public void run() {
        try {
            for(int i=0;i<100;i++){
                Thread.sleep(10);//模拟处理一些业务,这样也更容易重现问题
                int randon = new Random().nextInt();
                synchronized (list) {//就只改这个地方
                    list.add(randon);
                }
            
            }
        } catch (InterruptedException e) {
            e.printStackTrace();
        }
    }
}

main方法保持不变，结果如下：

size=200

可见使用synchronized关键字后，代码的执行结果恢复了正常。

synchronized修饰方法

import java.util.List;
import java.util.Random;

public    class Thread1 extends Thread{
    private List list;
    public Thread1(List list) {
        this.list=list;
    }
    public synchronized void  run() {
        try {
            for(int i=0;i<100;i++){
                Thread.sleep(10);//模拟处理一些业务,这样也更容易重现问题
                int randon = new Random().nextInt();
                list.add(randon);
            
            }
        } catch (InterruptedException e) {
            e.printStackTrace();
        }
    }
}

main方法不变，执行结果：

size=150

这是很多人开始接触多线程时，会出现的错误，明明对run方法用了synchronized 关键字怎么出来的结果是不对的。根据上面提到的我们把代码转变一下：

import java.util.List;
import java.util.Random;

public    class Thread1 extends Thread{
    private List list;
    public Thread1(List list) {
        this.list=list;
    }
    public  void  run() {
        try {
            synchronized(this){//把synchronized改到这个地方
                for(int i=0;i<100;i++){
                    Thread.sleep(10);//模拟处理一些业务,这样也更容易重现问题
                    int randon = new Random().nextInt();
                    list.add(randon);
                }
            }
        } catch (InterruptedException e) {
            e.printStackTrace();
        }
    }
}

synchronized用在this上，所以t1.start()锁定的是t1，t2.start()锁定的是t2，2者锁定的对象不同自然就没有相应的效果。

那是不是synchronized用在方法上就没有作用呢？当然不会，先看下面的例子：

import java.util.Random;

public    class Thread1 extends Thread{
    private SyncList list;
    public Thread1(SyncList list) {
        this.list=list;
    }
    public  void  run() {
        try {
            for(int i=0;i<100;i++){
                Thread.sleep(10);//模拟处理一些业务,这样也更容易重现问题
                int randon = new Random().nextInt();
                list.addList(randon);//注意这里
            }
        } catch (InterruptedException e) {
            e.printStackTrace();
        }
    }
}

import java.util.ArrayList;
import java.util.List;

public class SyncList{
    
    private List list;
    
    public SyncList(List list) {
        this.list = list;
    }
    
    public void addList(E obj){
        list.add(obj);
    }
    public List getList() {
        return list;
    }
}

    public static void main(String[] args) throws InterruptedException {
        SyncList list = new SyncList(new ArrayList<>(1000));
        Thread1 t1 = new Thread1(list);
        t1.start();
        Thread1 t2 = new Thread1(list);
        t2.start();
        t1.join();
        t2.join();
        System.out.println("size="+list.getList().size());
}

执行结果：

size=161

修改一下SyncList：

import java.util.ArrayList;
import java.util.List;

public class SyncList{
    
    private List list;
    
    public SyncList(List list) {
        this.list = list;
    }
    
    public synchronized void addList(E obj){//仅在这里加上synchronized 
        list.add(obj);
    }
    public List getList() {
        return list;
    }
}

执行结果：

size=200

这个就是synchronized用在方法上的一个例子，锁定的对象都是同一个SyncList，所以最终结果是正确的。因此synchronized使用上很重要的一点，是保障多个线程锁定的对象要一致。

异常释放锁

public    class Thread1 extends Thread{
    private Object lock;
    public Thread1(Object lock) {
        this.lock=lock;
    }
    public  void  run() {
        try {
            synchronized (lock) {
                for(int i=5;i>-1;i--){
                    System.out.println(Thread.currentThread().getName()+":"+i);
                    Thread.sleep(200);
                    int j= 100/i;
                }
            }
        } catch (InterruptedException e) {
            e.printStackTrace();
        }
    }
}

    public static void main(String[] args) throws InterruptedException {
        Object lock = new Object();
        for(int i=0;i<2;i++){
            Thread1 t1 = new Thread1(lock);
            t1.start();
            t1.join();
            Thread.sleep(10);
        }
}

执行结果：

Thread-0:5
Thread-0:4
Thread-0:3
Thread-0:2
Thread-0:1
Thread-0:0
Exception in thread "Thread-0" java.lang.ArithmeticException: / by zero
    at Thread1.run(Thread1.java:12)
Thread-1:5
Thread-1:4
Thread-1:3
Thread-1:2
Thread-1:1
Thread-1:0
Exception in thread "Thread-1" java.lang.ArithmeticException: / by zero
    at Thread1.run(Thread1.java:12)

可以看到由于Thread-0先获取锁，Thread-1一直处于等待状态，Thread-0一直执行到i=0时，程序发生异常，锁被释放。Thread-1就获得了锁开始执行。

总结

1.synchronized可以修饰方法或者代码块。
2.尽量使用代码块以及减少代码块的范围，有利于提高程序运行效率。
3.要注意锁定的对象是否一致。

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