本篇随笔主要介绍 java 中 synchronized 关键字常用法,主要有以下四个方面:
1、实例方法同步
2、静态方法同步
3、实例方法中同步块
4、静态方法中同步块
我觉得在学习synchronized关键字之前,我们首先需要知道以下一点:Java 中每个实例对象对应一把锁且每个实例对象只有一把锁,synchronized 关键字是通过对相应的实例对象加锁来实现同步功能的。
一、实例方法中使用 synchronized 加锁
实例方法中默认被加锁的对象是调用此方法的实例对象。
1 class ImmutableValue { 2 public synchronized void comeIn() throws InterruptedException{ 3 System.out.println(Thread.currentThread().getName() + ": start"); 4 Thread.sleep(5000); 5 System.out.println(Thread.currentThread().getName() + ": finish"); 6 } 7 public void synchronized comeInIn() throws InterruptedException { 8 System.out.println(Thread.currentThread().getName() + ": start"); 9 Thread.sleep(5000); 10 System.out.println(Thread.currentThread().getName() + ": finish"); 11 } 12 } 13 public class TestImmutableValue { 14 public static void main(String[] args) { 15 ImmutableValue im = new ImmutableValue(); 16 Thread t1 = new Thread(new Runnable() { 17 18 @Override 19 public void run() { 20 // TODO Auto-generated method stub 21 try { 22 im.comeIn(); 23 } catch (InterruptedException e) { 24 // TODO Auto-generated catch block 25 e.printStackTrace(); 26 } 27 } 28 29 }, "t1"); 30 Thread t2 = new Thread(new Runnable() { 31 32 @Override 33 public void run() { 34 // TODO Auto-generated method stub 35 try { 36 im.comeInIn(); 37 } catch (InterruptedException e) { 38 // TODO Auto-generated catch block 39 e.printStackTrace(); 40 } 41 } 42 43 }, "t2"); 44 t1.start(); 45 t2.start(); 46 } 47 }
在上面的代码中创建了两个线程并分别命名为 t1, t2。调用了同一个对象 im 的两个同步方法 comeIn 和 comeInIn, 执行结果如下:
在 t1 线程开始执行后,即使 t1 线程睡眠了5s,线程 t2 中的 comeInIn 方法仍然没有得到执行。这是因为 t1 线程先执行的 comeIn 方法,持有了对象 im 的锁,且 comeIn 方法并没有执行完,对象 im 的锁没有被释放,所以 comeInIn 方法无法对对象 im 加锁,就无法继续执行,只能等到 t1 线程中的 comeIn 方法执行完毕,释放对象 im 的锁,comeInIn 方法才能继续执行。
但是如果 t1 线程调用的是对象 im 的 comeIn 方法,而 t2 线程调用的是我们声明的另外一个 ImmutableValue 对象 im2 对象的 comeInIn 方法,则这两个方法的执行是互不影响的。因为 t1 线程的 comeIn 方法要获得 im 对象的锁,而 t2 线程要获得的是 im2 对象的锁,两个锁并不是同一个锁(Java中每个实例对象都有且只有一个锁),所以这两个方法执行互不影响。
二、静态方法中使用 synchronized 加锁
静态方法中默认被加锁的对象是此静态方法所在类的 class 对象。
1 class staticMethodSynchronized { 2 public static synchronized void method1() throws InterruptedException { 3 System.out.println(Thread.currentThread().getName() + ": start"); 4 Thread.sleep(5000); 5 System.out.println(Thread.currentThread().getName() + ": finish"); 6 } 7 public static synchronized void method2() throws InterruptedException { 8 System.out.println(Thread.currentThread().getName() + ": start"); 9 Thread.sleep(5000); 10 System.out.println(Thread.currentThread().getName() + ": finish"); 11 } 12 } 13 public class TestStaticClassSynchronized { 14 public static void main(String[] args) { 15 Thread t1 = new Thread(new Runnable() { 16 17 @Override 18 public void run() { 19 // TODO Auto-generated method stub 20 try { 21 staticMethodSynchronized.method1(); 22 } catch (InterruptedException e) { 23 // TODO Auto-generated catch block 24 e.printStackTrace(); 25 } 26 } 27 28 }, "t1"); 29 Thread t2 = new Thread(new Runnable() { 30 31 @Override 32 public void run() { 33 // TODO Auto-generated method stub 34 try { 35 staticMethodSynchronized.method2(); 36 } catch (InterruptedException e) { 37 // TODO Auto-generated catch block 38 e.printStackTrace(); 39 } 40 } 41 42 }, "t2"); 43 t1.start(); 44 t2.start(); 45 } 46 }
在上述代码中创建了两个线程并命名为 t1,t2。 t1,t2 线程调用了 staticMethodSynchronized 类的两个静态同步方法 method1 和 method2。执行结果如下:
在 t1 线程开始执行后,即使 t1 线程睡眠了5s,线程 t2 中的 method2 方法仍然没有得到执行。这是因为 t1 线程先执行的 method1 方法,持有了staticMethodSynchronized 类对象的锁,且 method1 方法并没有执行完,staticMethodSynchronized 类对象的锁没有被释放,所以 comeInIn 方法无法对staticMethodSynchronized 类对象加锁,就无法继续执行,只能等到 t1 线程中的 method1 方法执行完毕,释放 staticMethodSynchronized 类对象的锁,method2 方法才能继续执行。
三、实例方法中使用 synchronized 关键字制造同步块
同步块中默认被加锁的对象是此同步块括号声明中包含的对象。
1 class ImmutableValue { 2 public synchronized void comeIn() throws InterruptedException{ 3 System.out.println(Thread.currentThread().getName() + ": start"); 4 Thread.sleep(5000); 5 System.out.println(Thread.currentThread().getName() + ": finish"); 6 } 7 public void comeInIn() throws InterruptedException { 8 System.out.println(Thread.currentThread().getName() + ": start"); 9 synchronized(this) { 10 11 } 12 System.out.println(Thread.currentThread().getName() + ": finish"); 13 } 14 } 15 public class TestImmutableValue { 16 public static void main(String[] args) { 17 ImmutableValue im = new ImmutableValue(); 18 Thread t1 = new Thread(new Runnable() { 19 20 @Override 21 public void run() { 22 // TODO Auto-generated method stub 23 try { 24 im.comeIn(); 25 } catch (InterruptedException e) { 26 // TODO Auto-generated catch block 27 e.printStackTrace(); 28 } 29 } 30 31 }, "t1"); 32 Thread t2 = new Thread(new Runnable() { 33 34 @Override 35 public void run() { 36 // TODO Auto-generated method stub 37 try { 38 im.comeInIn(); 39 } catch (InterruptedException e) { 40 // TODO Auto-generated catch block 41 e.printStackTrace(); 42 } 43 } 44 45 }, "t2"); 46 t1.start(); 47 t2.start(); 48 } 49 }
由以上代码可以看到: 在 comeInIn 方法中,运用 synchronized(this) 制造同步块,要执行同步块内的代码,就必须获得 this 对象的锁(调用 comeInIn 方法的对象)。
执行结果可能为:
由此执行结果可见:t1 线程先执行了 comeIn 方法,获得了对象 im 的锁,之后由于 t1 线程进入睡眠状态,t2 线程得到运行,开始执行 comeInIn 方法,当执行到同步代码块时发现对象 im 已被加锁,无法继续执行。t1 线程睡眠结束之后继续执行,结束后释放对象 im 的锁,t2 线程才能继续执行。
四、静态方法中使用 synchronized 关键字制造同步块
同步块中默认被加锁的对象是此同步块括号声明中包含的对象。
1 class staticMethodSynchronized { 2 private static final Object OBJ = new Object(); 3 public static void method1() throws InterruptedException { 4 System.out.println(Thread.currentThread().getName() + ": start"); 5 synchronized(OBJ) { 6 System.out.println(Thread.currentThread().getName() + ": 获得锁"); 7 System.out.println(Thread.currentThread().getName() + ": 释放锁"); 8 } 9 System.out.println(Thread.currentThread().getName() + ": finish"); 10 } 11 public static void method2() throws InterruptedException { 12 System.out.println(Thread.currentThread().getName() + ": start"); 13 synchronized(OBJ) { 14 System.out.println(Thread.currentThread().getName() + ": 获得锁"); 15 System.out.println(Thread.currentThread().getName() + ": 释放锁"); 16 } 17 System.out.println(Thread.currentThread().getName() + ": finish"); 18 } 19 } 20 public class TestStaticClassSynchronized { 21 public static void main(String[] args) { 22 Thread t1 = new Thread(new Runnable() { 23 24 @Override 25 public void run() { 26 // TODO Auto-generated method stub 27 try { 28 staticMethodSynchronized.method1(); 29 } catch (InterruptedException e) { 30 // TODO Auto-generated catch block 31 e.printStackTrace(); 32 } 33 } 34 35 }, "t1"); 36 Thread t2 = new Thread(new Runnable() { 37 38 @Override 39 public void run() { 40 // TODO Auto-generated method stub 41 try { 42 staticMethodSynchronized.method2(); 43 } catch (InterruptedException e) { 44 // TODO Auto-generated catch block 45 e.printStackTrace(); 46 } 47 } 48 49 }, "t2"); 50 t1.start(); 51 t2.start(); 52 } 53 }
在上述代码中,两个静态方法中的同步块都要获得对象 OBJ 的锁才能继续向下执行,执行结果可能如下:
若 t1 线程先获得锁,则必须等到 t1 释放锁之后,t2 线程中同步代码块及其之后的代码才能继续执行,t2 线程先获得锁,t1 线程同理。
总之,我认为我们只需抓住一点:Java 中每个实例对象对应一把锁且每个实例对象只有一把锁,synchronized 关键字是通过对相应的实例对象加锁来实现同步功能的(静态方法为对相应的 class 对象加锁)。在执行 synchronized 方法或 synchronized 同步块之前,我们只需判断其需要获得的对象的锁是否可获得,就可判断此方法或同步块是否可得到执行。