Java的线程同步方法 详解Java多线程编程中的线程同步方法
arthinking 人气:01、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。他们之间的局部变量互不影响。
下面举例说明：
实现了Runnable的线程类：
class MyThread3 implements Runnable{
//两个线程操作同一个对象，共享成员变量
//int i;
@Override
public void run() {
//两个线程操作同一个对象，各自保存局部变量的拷贝
int i = 0;
while(i<100){
System.out.println(i);
i++;
try {
Thread.sleep(100);
} catch (InterruptedException e) {
e.printStackTrace();
}
}
}
}
在main方法中用两个线程操作同一个对象：
public static void main(String[] args) {
MyThread3 myThread = new MyThread3();
//下面两个线程对同一个对象(Runnable的实现类对象)进行操作
Thread thread = new Thread(myThread);
Thread thread2 = new Thread(myThread);
//各自保存局部变量的拷贝，互不影响，输出200个数字
thread.start();
thread2.start();
}
这里如果把i变成成员变量，则输出100个数字。
1.3、共享资源导致的读取错误
下面举个例子，两个线程共用一个Number对象，通过Number类的getNumber方法获取数据，读取数据并改写时，发现了重复读操作：
首先创建一个Number类：
class Number{
private int number = 10;
public String getNumber(int i){
if(number > 0){
try {
Thread.sleep(100);
} catch (InterruptedException e) {
e.printStackTrace();
}
number -= i;
return "取出"+i+"成功，剩余数量："+number;
}
return "取出"+i+"失败，剩余数量："+number;
}
}
线程类，在线程类中的私有属性包含了Number类的引用：
class MyThread4 extends Thread{
//两个线程操作同一个对象，共享成员变量
Number number;
public MyThread4(Number number){
this.number = number;
}
@Override
public void run() {
System.out.println(number.getNumber(8));
}
}
在main函数中创建两个线程类，包含了同一个Number类实例的引用：
public static void main(String[] args) {
Number number = new Number();
//两个线程操作同一个对象，共享对象number的成员变量number
MyThread4 myThread = new MyThread4(number);
MyThread4 myThread2 = new MyThread4(number);
myThread.start();
myThread2.start();
}
这样，当第一个线程读取Number中的number变量时先保存下来再休眠0.1秒，然后第二个线程再读取number变量并保存，此时两个线程保存了同样的数字，在修改时，也就导致修改了同一个数字两次。
2、同步机制的实现：
在多线程并发编程中Synchronized一直是元老级角色，很多人都会称呼它为重量级锁，但是随着Java SE1.6对Synchronized进行了各种优化之后，有些情况下它并不那么重了”
Java中的每一个对象都可以作为锁。
对于同步方法，锁是当前实例对象。
对于静态同步方法，锁是当前对象的Class对象。
对于同步方法块，锁是Synchonized括号里配置的对象。
当一个线程试图访问同步代码块时，它首先必须得到锁，退出或抛出异常时必须释放锁。
2.1、使用synchronized关键字创建synchronized方法：
使用synchronized关键字，该关键字修饰的方法叫做同步方法。
Java中每个对象都有一个锁或者称为监视器，当访问某个对象的synchronized方法时，表示将该对象上锁，而不仅仅是为该方法上锁。
这样如果一个对象的synchronized方法被某个线程执行时，其他线程无法访问该对象的任何synchronized方法（但是可以调用其他非synchronized的方法）。直至该synchronized方法执行完。
静态的synchronized方法调用情况：
当调用一个对象的静态synchronized方法时，它锁定的并不是synchronized方法所在的对象，而是synchronized方法所在对象对应的Class对象。这样，其他线程就不能调用该类的其他静态synchronized方法了，但是可以调用非静态的synchronized方法。
结论：执行静态synchronized方法锁方法所在对象，执行非静态synchronized方法锁方法所在对象对应的Class对象。
下面是多线程调用静态的方法的例子，由于锁定了方法所在对象对应的Class对象，其他线程无法调用该方法所在对象其他的静态synchronized方法：
/**
* 定义一个类，包含了线程类需要调用的方法
*/
class Compute1{
//这时如果某个线程调用该方法，
//将锁定synchronized方法所在对象对应的class对象，
//而不是锁定synchronized方法所在对象
public synchronized static void execute(){
for(int i = 0; i<100; i++){
try {
Thread.sleep(100);
} catch (InterruptedException e) {
e.printStackTrace();
}
System.out.println("compute1:execute1 " + i++);
}
}
public synchronized static void execute2(){
for(int i = 0; i<100; i++){
try {
Thread.sleep(100);
} catch (InterruptedException e) {
e.printStackTrace();
}
System.out.println("compute1:execute2 " + i++);
}
}
}
main方法中两个线程分别调用同一个对象的两个static synchronized方法：
public static void main(String[] args) {
Compute1 com = new Compute1();
Thread thread1 = new Thread1(com);
Thread thread2 = new Thread2(com);
thread1.start();
thread2.start();
}
一次只能调用一个静态方法，直到执行完成。
2.2、使用synchronized创建同步代码块：
通过使用synchronized同步代码块，锁定一个对象，该对象作为可执行的标志从而达到同步的效果：
/**
* 定义一个类，包含了线程类需要调用的方法
*/
class Compute1{
//通过同步代码块锁定object1对象进行锁定了其他同样的synchronized代码块
private Object object1 = new Object();
public void execute(){
synchronized(object1){
for(int i = 0; i<100; i++){
try {
Thread.sleep(100);
} catch (InterruptedException e) {
e.printStackTrace();
}
System.out.println("compute1:execute1 " + i++);
}
}
}
public synchronized void execute2(){
synchronized(object1){
for(int i = 0; i<100; i++){
try {
Thread.sleep(100);
} catch (InterruptedException e) {
e.printStackTrace();
}
System.out.println("compute1:execute2 " + i++);
}
}
}
}
如果想要使用synchronized同步代码块达到和使用synchronized方法同样的效果，可以锁定this引用：
synchronized(this){
…
}
2.3、synchronized方法和synchronized同步代码块的区别：
synchronized同步代码块只是锁定了该代码块，代码块外面的代码还是可以被访问的。
synchronized方法是粗粒度的并发控制，某一个时刻只能有一个线程执行该synchronized方法。
synchronized同步代码块是细粒度的并发控制，只会将块中的代码同步，代码块之外的代码可以被其他线程同时访问。
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