|
覺得還不錯(cuò) 留個(gè)記錄，轉(zhuǎn)載自http://zhh9106./blog/2151791
在java編程中，經(jīng)常需要用到同步，而用得最多的也許是synchronized關(guān)鍵字了，下面看看這個(gè)關(guān)鍵字的用法。 因?yàn)閟ynchronized關(guān)鍵字涉及到鎖的概念，所以先來了解一些相關(guān)的鎖知識(shí)。
java的內(nèi)置鎖：每個(gè)java對(duì)象都可以用做一個(gè)實(shí)現(xiàn)同步的鎖，這些鎖成為內(nèi)置鎖。線程進(jìn)入同步代碼塊或方法的時(shí)候會(huì)自動(dòng)獲得該鎖，在退出同步代碼塊或方法時(shí)會(huì)釋放該鎖。獲得內(nèi)置鎖的唯一途徑就是進(jìn)入這個(gè)鎖的保護(hù)的同步代碼塊或方法。
java內(nèi)置鎖是一個(gè)互斥鎖，這就是意味著最多只有一個(gè)線程能夠獲得該鎖，當(dāng)線程A嘗試去獲得線程B持有的內(nèi)置鎖時(shí)，線程A必須等待或者阻塞，知道線程B釋放這個(gè)鎖，如果B線程不釋放這個(gè)鎖，那么A線程將永遠(yuǎn)等待下去。
java的對(duì)象鎖和類鎖：java的對(duì)象鎖和類鎖在鎖的概念上基本上和內(nèi)置鎖是一致的，但是，兩個(gè)鎖實(shí)際是有很大的區(qū)別的，對(duì)象鎖是用于對(duì)象實(shí)例方法，或者一個(gè)對(duì)象實(shí)例上的，類鎖是用于類的靜態(tài)方法或者一個(gè)類的class對(duì)象上的。我們知道，類的對(duì)象實(shí)例可以有很多個(gè)，但是每個(gè)類只有一個(gè)class對(duì)象，所以不同對(duì)象實(shí)例的對(duì)象鎖是互不干擾的，但是每個(gè)類只有一個(gè)類鎖。但是有一點(diǎn)必須注意的是，其實(shí)類鎖只是一個(gè)概念上的東西，并不是真實(shí)存在的，它只是用來幫助我們理解鎖定實(shí)例方法和靜態(tài)方法的區(qū)別的
上面已經(jīng)對(duì)鎖的一些概念有了一點(diǎn)了解，下面探討synchronized關(guān)鍵字的用法。
synchronized的用法：synchronized修飾方法和synchronized修飾代碼塊。
下面分別分析這兩種用法在對(duì)象鎖和類鎖上的效果。
對(duì)象鎖的synchronized修飾方法和代碼塊： Java代碼
Java代碼
上述的代碼，第一個(gè)方法時(shí)用了同步代碼塊的方式進(jìn)行同步，傳入的對(duì)象實(shí)例是this，表明是當(dāng)前對(duì)象，當(dāng)然，如果需要同步其他對(duì)象實(shí)例，也不可傳入其他對(duì)象的實(shí)例；第二個(gè)方法是修飾方法的方式進(jìn)行同步。因?yàn)榈谝粋€(gè)同步代碼塊傳入的this，所以兩個(gè)同步代碼所需要獲得的對(duì)象鎖都是同一個(gè)對(duì)象鎖，下面main方法時(shí)分別開啟兩個(gè)線程，分別調(diào)用test1和test2方法，那么兩個(gè)線程都需要獲得該對(duì)象鎖，另一個(gè)線程必須等待。上面也給出了運(yùn)行的結(jié)果可以看到：直到test2線程執(zhí)行完畢，釋放掉鎖，test1線程才開始執(zhí)行。（可能這個(gè)結(jié)果有人會(huì)有疑問，代碼里面明明是先開啟test1線程，為什么先執(zhí)行的是test2呢？這是因?yàn)閖ava編譯器在編譯成字節(jié)碼的時(shí)候，會(huì)對(duì)代碼進(jìn)行一個(gè)重排序，也就是說，編譯器會(huì)根據(jù)實(shí)際情況對(duì)代碼進(jìn)行一個(gè)合理的排序，編譯前代碼寫在前面，在編譯后的字節(jié)碼不一定排在前面，所以這種運(yùn)行結(jié)果是正常的， 這里是題外話，最主要是檢驗(yàn)synchronized的用法的正確性）
如果我們把test2方法的synchronized關(guān)鍵字去掉，執(zhí)行結(jié)果會(huì)如何呢？ Java代碼
上面是執(zhí)行結(jié)果，我們可以看到，結(jié)果輸出是交替著進(jìn)行輸出的，這是因?yàn)?，某個(gè)線程得到了對(duì)象鎖，但是另一個(gè)線程還是可以訪問沒有進(jìn)行同步的方法或者代碼。進(jìn)行了同步的方法（加鎖方法）和沒有進(jìn)行同步的方法（普通方法）是互不影響的，一個(gè)線程進(jìn)入了同步方法，得到了對(duì)象鎖，其他線程還是可以訪問那些沒有同步的方法（普通方法）。這里涉及到內(nèi)置鎖的一個(gè)概念（此概念出自java并發(fā)編程實(shí)戰(zhàn)第二章）：對(duì)象的內(nèi)置鎖和對(duì)象的狀態(tài)之間是沒有內(nèi)在的關(guān)聯(lián)的，雖然大多數(shù)類都將內(nèi)置鎖用做一種有效的加鎖機(jī)制，但對(duì)象的域并不一定通過內(nèi)置鎖來保護(hù)。當(dāng)獲取到與對(duì)象關(guān)聯(lián)的內(nèi)置鎖時(shí)，并不能阻止其他線程訪問該對(duì)象，當(dāng)某個(gè)線程獲得對(duì)象的鎖之后，只能阻止其他線程獲得同一個(gè)鎖。之所以每個(gè)對(duì)象都有一個(gè)內(nèi)置鎖，是為了免去顯式地創(chuàng)建鎖對(duì)象。
所以synchronized只是一個(gè)內(nèi)置鎖的加鎖機(jī)制，當(dāng)某個(gè)方法加上synchronized關(guān)鍵字后，就表明要獲得該內(nèi)置鎖才能執(zhí)行，并不能阻止其他線程訪問不需要獲得該內(nèi)置鎖的方法。
類鎖的修飾（靜態(tài)）方法和代碼塊： Java代碼
Java代碼
其實(shí)，類鎖修飾方法和代碼塊的效果和對(duì)象鎖是一樣的，因?yàn)轭愭i只是一個(gè)抽象出來的概念，只是為了區(qū)別靜態(tài)方法的特點(diǎn)，因?yàn)殪o態(tài)方法是所有對(duì)象實(shí)例共用的，所以對(duì)應(yīng)著synchronized修飾的靜態(tài)方法的鎖也是唯一的，所以抽象出來個(gè)類鎖。其實(shí)這里的重點(diǎn)在下面這塊代碼，synchronized同時(shí)修飾靜態(tài)和非靜態(tài)方法 Java代碼
Java代碼
上面代碼synchronized同時(shí)修飾靜態(tài)方法和實(shí)例方法，但是運(yùn)行結(jié)果是交替進(jìn)行的，這證明了類鎖和對(duì)象鎖是兩個(gè)不一樣的鎖，控制著不同的區(qū)域，它們是互不干擾的。同樣，線程獲得對(duì)象鎖的同時(shí)，也可以獲得該類鎖，即同時(shí)獲得兩個(gè)鎖，這是允許的。
到這里，對(duì)synchronized的用法已經(jīng)有了一定的了解。這時(shí)有一個(gè)疑問，既然有了synchronized修飾方法的同步方式，為什么還需要synchronized修飾同步代碼塊的方式呢？而這個(gè)問題也是synchronized的缺陷所在
synchronized的缺陷：當(dāng)某個(gè)線程進(jìn)入同步方法獲得對(duì)象鎖，那么其他線程訪問這里對(duì)象的同步方法時(shí)，必須等待或者阻塞，這對(duì)高并發(fā)的系統(tǒng)是致命的，這很容易導(dǎo)致系統(tǒng)的崩潰。如果某個(gè)線程在同步方法里面發(fā)生了死循環(huán)，那么它就永遠(yuǎn)不會(huì)釋放這個(gè)對(duì)象鎖，那么其他線程就要永遠(yuǎn)的等待。這是一個(gè)致命的問題。
當(dāng)然同步方法和同步代碼塊都會(huì)有這樣的缺陷，只要用了synchronized關(guān)鍵字就會(huì)有這樣的風(fēng)險(xiǎn)和缺陷。既然避免不了這種缺陷，那么就應(yīng)該將風(fēng)險(xiǎn)降到最低。這也是同步代碼塊在某種情況下要優(yōu)于同步方法的方面。例如在某個(gè)類的方法里面：這個(gè)類里面聲明了一個(gè)對(duì)象實(shí)例，SynObject so=new SynObject()；在某個(gè)方法里面調(diào)用了這個(gè)實(shí)例的方法so.testsy();但是調(diào)用這個(gè)方法需要進(jìn)行同步，不能同時(shí)有多個(gè)線程同時(shí)執(zhí)行調(diào)用這個(gè)方法。 這時(shí)如果直接用synchronized修飾調(diào)用了so.testsy();代碼的方法，那么當(dāng)某個(gè)線程進(jìn)入了這個(gè)方法之后，這個(gè)對(duì)象其他同步方法都不能給其他線程訪問了。假如這個(gè)方法需要執(zhí)行的時(shí)間很長，那么其他線程會(huì)一直阻塞，影響到系統(tǒng)的性能。 如果這時(shí)用synchronized來修飾代碼塊：synchronized（so）{so.testsy();}，那么這個(gè)方法加鎖的對(duì)象是so這個(gè)對(duì)象，跟執(zhí)行這行代碼的對(duì)象沒有關(guān)系，當(dāng)一個(gè)線程執(zhí)行這個(gè)方法時(shí)，這對(duì)其他同步方法時(shí)沒有影響的，因?yàn)樗麄兂钟械逆i都完全不一樣。
不過這里還有一種特例，就是上面演示的第一個(gè)例子，對(duì)象鎖synchronized同時(shí)修飾方法和代碼塊，這時(shí)也可以體現(xiàn)到同步代碼塊的優(yōu)越性，如果test1方法同步代碼塊后面有非常多沒有同步的代碼，而且有一個(gè)100000的循環(huán)，這導(dǎo)致test1方法會(huì)執(zhí)行時(shí)間非常長，那么如果直接用synchronized修飾方法，那么在方法沒執(zhí)行完之前，其他線程是不可以訪問test2方法的，但是如果用了同步代碼塊，那么當(dāng)退出代碼塊時(shí)就已經(jīng)釋放了對(duì)象鎖，當(dāng)線程還在執(zhí)行test1的那個(gè)100000的循環(huán)時(shí)，其他線程就已經(jīng)可以訪問test2方法了。這就讓阻塞的機(jī)會(huì)或者線程更少。讓系統(tǒng)的性能更優(yōu)越。
一個(gè)類的對(duì)象鎖和另一個(gè)類的對(duì)象鎖是沒有關(guān)聯(lián)的，當(dāng)一個(gè)線程獲得A類的對(duì)象鎖時(shí)，它同時(shí)也可以獲得B類的對(duì)象鎖。
可能上面只有理論和代碼，對(duì)剛接觸的人比較難理解，下面舉一個(gè)例子， 這個(gè)例子是摘自博客：http://www.cnblogs.com/GnagWang/archive/2011/02/27/1966606.html
打個(gè)比方：一個(gè)object就像一個(gè)大房子，大門永遠(yuǎn)打開。房子里有 很多房間（也就是方法）。 這些房間有上鎖的（synchronized方法）， 和不上鎖之分（普通方法）。房門口放著一把鑰匙（key），這把鑰匙可以打開所有上鎖的房間。 另外我把所有想調(diào)用該對(duì)象方法的線程比喻成想進(jìn)入這房子某個(gè) 房間的人。所有的東西就這么多了，下面我們看看這些東西之間如何作用的。 在此我們先來明確一下我們的前提條件。該對(duì)象至少有一個(gè)synchronized方法，否則這個(gè)key還有啥意義。當(dāng)然也就不會(huì)有我們的這個(gè)主題了。 一個(gè)人想進(jìn)入某間上了鎖的房間，他來到房子門口，看見鑰匙在那兒（說明暫時(shí)還沒有其他人要使用上鎖的 房間）。于是他走上去拿到了鑰匙，并且按照自己 的計(jì)劃使用那些房間。注意一點(diǎn)，他每次使用完一次上鎖的房間后會(huì)馬上把鑰匙還回去。即使他要連續(xù)使用兩間上鎖的房間，中間他也要把鑰匙還回去，再取回來。 因此，普通情況下鑰匙的使用原則是：“隨用隨借，用完即還。” 這時(shí)其他人可以不受限制的使用那些不上鎖的房間，一個(gè)人用一間可以，兩個(gè)人用一間也可以，沒限制。但是如果當(dāng)某個(gè)人想要進(jìn)入上鎖的房間，他就要跑到大門口去看看了。有鑰匙當(dāng)然拿了就走，沒有的話，就只能等了。 要是很多人在等這把鑰匙，等鑰匙還回來以后，誰會(huì)優(yōu)先得到鑰匙？Not guaranteed。象前面例子里那個(gè)想連續(xù)使用兩個(gè)上鎖房間的家伙，他中間還鑰匙的時(shí)候如果還有其他人在等鑰匙，那么沒有任何保證這家伙能再次拿到。 （JAVA規(guī)范在很多地方都明確說明不保證，像Thread.sleep()休息后多久會(huì)返回運(yùn)行，相同優(yōu)先權(quán)的線程那個(gè)首先被執(zhí)行，當(dāng)要訪問對(duì)象的鎖被 釋放后處于等待池的多個(gè)線程哪個(gè)會(huì)優(yōu)先得到，等等。我想最終的決定權(quán)是在JVM，之所以不保證，就是因?yàn)镴VM在做出上述決定的時(shí)候，絕不是簡簡單單根據(jù) 一個(gè)條件來做出判斷，而是根據(jù)很多條。而由于判斷條件太多，如果說出來可能會(huì)影響JAVA的推廣，也可能是因?yàn)橹R(shí)產(chǎn)權(quán)保護(hù)的原因吧。SUN給了個(gè)不保證 就混過去了。無可厚非。但我相信這些不確定，并非完全不確定。因?yàn)橛?jì)算機(jī)這東西本身就是按指令運(yùn)行的。即使看起來很隨機(jī)的現(xiàn)象，其實(shí)都是有規(guī)律可尋。學(xué)過 計(jì)算機(jī)的都知道，計(jì)算機(jī)里隨機(jī)數(shù)的學(xué)名是偽隨機(jī)數(shù)，是人運(yùn)用一定的方法寫出來的，看上去隨機(jī)罷了。另外，或許是因?yàn)橐肱拇_太費(fèi)事，也沒多大意義，所 以不確定就不確定了吧。） 再來看看同步代碼塊。和同步方法有小小的不同。 1.從尺寸上講，同步代碼塊比同步方法小。你可以把同步代碼塊看成是沒上鎖房間里的一塊用帶鎖的屏風(fēng)隔開的空間。 2.同步代碼塊還可以人為的指定獲得某個(gè)其它對(duì)象的key。就像是指定用哪一把鑰匙才能開這個(gè)屏風(fēng)的鎖，你可以用本房的鑰匙；你也可以指定用另一個(gè)房子的鑰匙才能開，這樣的話，你要跑到另一棟房子那兒把那個(gè)鑰匙拿來，并用那個(gè)房子的鑰匙來打開這個(gè)房子的帶鎖的屏風(fēng)。 記住你獲得的那另一棟房子的鑰匙，并不影響其他人進(jìn)入那棟房子沒有鎖的房間。 為什么要使用同步代碼塊呢？我想應(yīng)該是這樣的：首先對(duì)程序來講同步的部分很影響運(yùn)行效率，而一個(gè)方法通常是先創(chuàng)建一些局部變量，再對(duì)這些變量做一些 操作，如運(yùn)算，顯示等等；而同步所覆蓋的代碼越多，對(duì)效率的影響就越嚴(yán)重。因此我們通常盡量縮小其影響范圍。 如何做？同步代碼塊。我們只把一個(gè)方法中該同 步的地方同步，比如運(yùn)算。 另外，同步代碼塊可以指定鑰匙這一特點(diǎn)有個(gè)額外的好處，是可以在一定時(shí)期內(nèi)霸占某個(gè)對(duì)象的key。還記得前面說過普通情況下鑰匙的使用原則嗎?，F(xiàn)在不是普通情況了。你所取得的那把鑰匙不是永遠(yuǎn)不還，而是在退出同步代碼塊時(shí)才還。 還用前面那個(gè)想連續(xù)用兩個(gè)上鎖房間的家伙打比方。怎樣才能在用完一間以后，繼續(xù)使用另一間呢。用同步代碼塊吧。先創(chuàng)建另外一個(gè)線程，做一個(gè)同步代碼 塊，把那個(gè)代碼塊的鎖指向這個(gè)房子的鑰匙。然后啟動(dòng)那個(gè)線程。只要你能在進(jìn)入那個(gè)代碼塊時(shí)抓到這房子的鑰匙，你就可以一直保留到退出那個(gè)代碼塊。也就是說 你甚至可以對(duì)本房內(nèi)所有上鎖的房間遍歷，甚至再sleep(10*60*1000)，而房門口卻還有1000個(gè)線程在等這把鑰匙呢。很過癮吧。
大概就這么多了。 |
|
|
