Java多线程总结之由synchronized说开去(一)

2014-11-24 01:22:40 · 作者: · 浏览: 0

最重要一条:
synchronized是针对对象的隐式锁使用的,注意是对象!

举个小例子,该例子没有任何业务含义,只是为了说明synchronized的基本用法:
Java代码
Class MyClass(){
synchronized void myFunction(){
//do something
}
}

public static void main(){
MyClass myClass = new MyClass();
myClass.myFunction();
}

好了,就这么简单。
myFunction()方法是个同步方法,隐式锁是谁的?答:是该方法所在类的对象。
看看怎么使用的:myClass.myFunction();很清楚了吧,隐式锁是myClass的。
说的在明白一点,线程想要执行myClass.myFunction();就要先获得myClass的锁。

下面总结一下:
1、synchronized关键字的作用域有二种:
1)是某个对象实例内,synchronized aMethod(){}可以防止多个线程同时访问这个对象的synchronized方法(如果一个对象有多个synchronized方法,只要一个线程访问了其中的一个synchronized方法,其它线程不能同时访问这个对象中任何一个synchronized方法)。这时,不同的对象实例的synchronized方法是不相干扰的。也就是说,其它线程照样可以同时访问相同类的另一个对象实例中的synchronized方法;

2)是某个类的范围,synchronized static aStaticMethod{}防止多个线程同时访问这个类中的synchronized static 方法。它可以对类的所有对象实例起作用。(注:这个可以认为是对Class对象起作用)

2、除了方法前用synchronized关键字,synchronized关键字还可以用于方法中的某个区块中,表示只对这个区块的资源实行互斥访问。用法是: synchronized(this){/*区块*/},它的作用域是this,即是当前对象。当然这个括号里可以是任何对象,synchronized对方法和块的含义和用法并不本质不同;

3、synchronized关键字是不能继承的,也就是说,基类的方法synchronized f(){} 在继承类中并不自动是synchronized f(){},而是变成了f(){}。继承类需要你显式的指定它的某个方法为synchronized方法;

synchronized可能造成死锁,比如:
Java代码
class DeadLockSample{
public final Object lock1 = new Object();
public final Object lock2 = new Object();

public void methodOne(){
synchronized(lock1){
...
synchronized(lock2){...}
}
}

public void methodTwo(){
synchronized(lock2){
...
synchronized(lock1){...}
}
}
}

假设场景:线程A调用methodOne(),获得lock1的隐式锁后,在获得lock2的隐式锁之前线程B进入运行,调用methodTwo(),抢先获得了lock2的隐式锁,此时线程A等着线程B交出lock2,线程B等着lock1进入方法块,死锁就这样被创造出来了。

下面举一个有业务含义的例子帮助理解,并展示一下synchronized与wait()、notifyAll()的使用。
这里先介绍一下这两个方法:
wait()/notify():调用任意对象的 wait() 方法导致线程阻塞,并且该对象上的锁被释放。而调用任意对象的notify()方法则导致因调用该对象的 wait() 方法而阻塞的线程中随机选择的一个解除阻塞(但要等到获得锁后才真正可执行)。

好了,再来看看synchronized与这两个方法之间的关系:
1.有synchronized的地方不一定有wait,notify

2.有wait,notify的地方必有synchronized.这是因为wait和notify不是属于线程类,而是每一个对象都具有的方法(事实上,这两个方法是Object类里的),而且,这两个方法都和对象锁有关,有锁的地方,必有synchronized。
慢着,让我们思考一下Java这个设计是否合理?前面说了,锁是针对对象的,wait()/notify()的操作是与对象锁相关的,那么把wait()/notify()设计在Object中也就是合情合理的了。
恩,再想一下,为什么有wait,notify的地方必有synchronized?
synchronized方法中由当前线程占有锁。另一方面,调用wait()notify()方法的对象上的锁必须为当前线程所拥有。因此,wait()notify()方法调用必须放置在synchronized方法中,synchronized方法的上锁对象就是调用wait()notify()方法的对象。若不满足这一条件,则程序虽然仍能编译,但在运行时会出现IllegalMonitorStateException 异常。

好了,以上准备知识充足了,现在说例子:银行转账,同一时刻只有一个人可以转账。
那么我们自然想到在Bank类中有一个同步的转账方法:
Java代码
public Class Bank(){
float account[ACCOUNT_NUM];
...
public synchronized void transfer(from, to, amount){
//转账
}
}

现在有一个问题,如果一个人获得了使用银行的锁,但是余额不足怎么办?
好,那我们进行改进:
Java代码
public Class Bank(){
float account[ACCOUNT_NUM];
...
public synchronized void transfer(int from, int to, float amount){
while(account[from]){
wait();
}
account[from] -= amount;
account[to] += amount;
notifyAll();
}
}

这样就满足需求了。
可见,用对象锁来管理试图进入synchronized方法的线程,
另外,由条件判断来管理已经进入同步方法中的线程即当前线程
这里还补充两点:
1. 调用wait()方法前的判断最好用while,而不用if;因为while可以实现被唤醒后线程再次作条件判断;而if则只能判断一次
2. 用notifyAll()优先于notify()。
另外注意一点:
能调用wait()/notify()的只有当前线程,前提是必须获得了对象锁,就是说必须