Java多線程學習（二）synchronized關鍵字（2）

Batkid 發布于2019-08-15 15:30 / 3456人閱讀

摘要：關鍵字加到非靜態方法上持有的是對象鎖。線程和線程持有的鎖不一樣，所以和運行同步，但是和運行不同步。所以盡量不要使用而使用參考多線程編程核心技術并發編程的藝術如果你覺得博主的文章不錯，歡迎轉發點贊。

系列文章傳送門:

Java多線程學習（一）Java多線程入門

Java多線程學習（二）synchronized關鍵字（1）

java多線程學習（二）synchronized關鍵字（2）

Java多線程學習（三）volatile關鍵字

Java多線程學習（四）等待/通知（wait/notify）機制

Java多線程學習（五）線程間通信知識點補充

Java多線程學習（六）Lock鎖的使用

Java多線程學習（七）并發編程中一些問題

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(2) synchronized同步語句塊

本節思維導圖：

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一 synchronized方法的缺點

使用synchronized關鍵字聲明方法有些時候是有很大的弊端的，比如我們有兩個線程一個線程A調用同步方法后獲得鎖，那么另一個線程B就需要等待A執行完，但是如果說A執行的是一個很費時間的任務的話這樣就會很耗時。

先來看一個暴露synchronized方法的缺點實例，然后在看看如何通過synchronized同步語句塊解決這個問題。

Task.java

public class Task {

    private String getData1;
    private String getData2;

    public synchronized void doLongTimeTask() {
        try {
            System.out.println("begin task");
            Thread.sleep(3000);
            getData1 = "長時間處理任務后從遠程返回的值1 threadName="
                    + Thread.currentThread().getName();
            getData2 = "長時間處理任務后從遠程返回的值2 threadName="
                    + Thread.currentThread().getName();
            System.out.println(getData1);
            System.out.println(getData2);
            System.out.println("end task");
        } catch (InterruptedException e) {
            // TODO Auto-generated catch block
            e.printStackTrace();
        }
    }
}

CommonUtils.java

public class CommonUtils {

    public static long beginTime1;
    public static long endTime1;

    public static long beginTime2;
    public static long endTime2;
}

MyThread1.java

public class MyThread1 extends Thread {
    private Task task;
    public MyThread1(Task task) {
        super();
        this.task = task;
    }
    @Override
    public void run() {
        super.run();
        CommonUtils.beginTime1 = System.currentTimeMillis();
        task.doLongTimeTask();
        CommonUtils.endTime1 = System.currentTimeMillis();
    }
}

MyThread2.java

public class MyThread2 extends Thread {
    private Task task;
    public MyThread2(Task task) {
        super();
        this.task = task;
    }
    @Override
    public void run() {
        super.run();
        CommonUtils.beginTime2 = System.currentTimeMillis();
        task.doLongTimeTask();
        CommonUtils.endTime2 = System.currentTimeMillis();
    }
}

Run.java

public class Run {

    public static void main(String[] args) {
        Task task = new Task();

        MyThread1 thread1 = new MyThread1(task);
        thread1.start();

        MyThread2 thread2 = new MyThread2(task);
        thread2.start();

        try {
            Thread.sleep(10000);
        } catch (InterruptedException e) {
            e.printStackTrace();
        }

        long beginTime = CommonUtils.beginTime1;
        if (CommonUtils.beginTime2 < CommonUtils.beginTime1) {
            beginTime = CommonUtils.beginTime2;
        }

        long endTime = CommonUtils.endTime1;
        if (CommonUtils.endTime2 > CommonUtils.endTime1) {
            endTime = CommonUtils.endTime2;
        }

        System.out.println("耗時：" + ((endTime - beginTime) / 1000));
    }
}

運行結果：

從運行時間上來看，synchronized方法的問題很明顯。可以使用synchronized同步塊來解決這個問題。但是要注意synchronized同步塊的使用方式，如果synchronized同步塊使用不好的話并不會帶來效率的提升。

二 synchronized（this）同步代碼塊的使用

修改上例中的Task.java如下：

public class Task {

    private String getData1;
    private String getData2;

    public void doLongTimeTask() {
        try {
            System.out.println("begin task");
            Thread.sleep(3000);

            String privateGetData1 = "長時間處理任務后從遠程返回的值1 threadName="
                    + Thread.currentThread().getName();
            String privateGetData2 = "長時間處理任務后從遠程返回的值2 threadName="
                    + Thread.currentThread().getName();

            synchronized (this) {
                getData1 = privateGetData1;
                getData2 = privateGetData2;
            }
            
            System.out.println(getData1);
            System.out.println(getData2);
            System.out.println("end task");
        } catch (InterruptedException e) {
            // TODO Auto-generated catch block
            e.printStackTrace();
        }
    }
}

運行結果：

從上面代碼可以看出當一個線程訪問一個對象的synchronized同步代碼塊時，另一個線程任然可以訪問該對象非synchronized同步代碼塊。

時間雖然縮短了，但是大家考慮一下synchronized代碼塊真的是同步的嗎？它真的持有當前調用對象的鎖嗎？

是的。不在synchronized代碼塊中就異步執行，在synchronized代碼塊中就是同步執行。

驗證代碼：synchronizedDemo1包下

三 synchronized（object）代碼塊間使用

MyObject.java

public class MyObject {
}

Service.java

public class Service {

    public void testMethod1(MyObject object) {
        synchronized (object) {
            try {
                System.out.println("testMethod1 ____getLock time="
                        + System.currentTimeMillis() + " run ThreadName="
                        + Thread.currentThread().getName());
                Thread.sleep(2000);
                System.out.println("testMethod1 releaseLock time="
                        + System.currentTimeMillis() + " run ThreadName="
                        + Thread.currentThread().getName());
            } catch (InterruptedException e) {
                e.printStackTrace();
            }
        }
    }
}

ThreadA.java

public class ThreadA extends Thread {

    private Service service;
    private MyObject object;

    public ThreadA(Service service, MyObject object) {
        super();
        this.service = service;
        this.object = object;
    }

    @Override
    public void run() {
        super.run();
        service.testMethod1(object);
    }
}

ThreadB.java

public class ThreadB extends Thread {
    private Service service;
    private MyObject object;

    public ThreadB(Service service, MyObject object) {
        super();
        this.service = service;
        this.object = object;
    }

    @Override
    public void run() {
        super.run();
        service.testMethod1(object);
    }

}

Run1_1.java

public class Run1_1 {

    public static void main(String[] args) {
        Service service = new Service();
        MyObject object = new MyObject();

        ThreadA a = new ThreadA(service, object);
        a.setName("a");
        a.start();

        ThreadB b = new ThreadB(service, object);
        b.setName("b");
        b.start();
    }
}

運行結果：

可以看出如下圖所示，兩個線程使用了同一個“對象監視器”,所以運行結果是同步的。

那么，如果使用不同的對象監視器會出現什么效果呢？

修改Run1_1.java如下：

public class Run1_2 {

    public static void main(String[] args) {
        Service service = new Service();
        MyObject object1 = new MyObject();
        MyObject object2 = new MyObject();

        ThreadA a = new ThreadA(service, object1);
        a.setName("a");
        a.start();

        ThreadB b = new ThreadB(service, object2);
        b.setName("b");
        b.start();
    }
}

運行結果：

可以看出如下圖所示，兩個線程使用了不同的“對象監視器”,所以運行結果不是同步的了。

四 synchronized代碼塊間的同步性

當一個對象訪問synchronized(this)代碼塊時，其他線程對同一個對象中所有其他synchronized(this)代碼塊代碼塊的訪問將被阻塞，這說明synchronized(this)代碼塊使用的“對象監視器”是一個。
也就是說和synchronized方法一樣，synchronized(this)代碼塊也是鎖定當前對象的。

另外通過上面的學習我們可以得出兩個結論。

其他線程執行對象中synchronized同步方法（上一節我們介紹過，需要回顧的可以看上一節的文章）和synchronized(this)代碼塊時呈現同步效果;

如果兩個線程使用了同一個“對象監視器”,運行結果同步，否則不同步.

五靜態同步synchronized方法與synchronized(class)代碼塊

synchronized關鍵字加到static靜態方法和synchronized(class)代碼塊上都是是給Class類上鎖，而synchronized關鍵字加到非static靜態方法上是給對象上鎖。

Service.java

package ceshi;

public class Service {

    public static void printA() {
        synchronized (Service.class) {
            try {
                System.out.println(
                        "線程名稱為：" + Thread.currentThread().getName() + "在" + System.currentTimeMillis() + "進入printA");
                Thread.sleep(3000);
                System.out.println(
                        "線程名稱為：" + Thread.currentThread().getName() + "在" + System.currentTimeMillis() + "離開printA");
            } catch (InterruptedException e) {
                e.printStackTrace();
            }
        }
    }

    synchronized public static void printB() {
        System.out.println("線程名稱為：" + Thread.currentThread().getName() + "在" + System.currentTimeMillis() + "進入printB");
        System.out.println("線程名稱為：" + Thread.currentThread().getName() + "在" + System.currentTimeMillis() + "離開printB");
    }

    synchronized public void printC() {
        System.out.println("線程名稱為：" + Thread.currentThread().getName() + "在" + System.currentTimeMillis() + "進入printC");
        System.out.println("線程名稱為：" + Thread.currentThread().getName() + "在" + System.currentTimeMillis() + "離開printC");
    }

}

ThreadA.java

public class ThreadA extends Thread {
    private Service service;
    public ThreadA(Service service) {
        super();
        this.service = service;
    }
    @Override
    public void run() {
        service.printA();
    }
}

ThreadB.java

public class ThreadB extends Thread {
    private Service service;
    public ThreadB(Service service) {
        super();
        this.service = service;
    }
    @Override
    public void run() {
        service.printB();
    }
}

ThreadC.java

public class ThreadC extends Thread {
    private Service service;
    public ThreadC(Service service) {
        super();
        this.service = service;
    }
    @Override
    public void run() {
        service.printC();
    }
}

Run.java

public class Run {
    public static void main(String[] args) {
        Service service = new Service();
        ThreadA a = new ThreadA(service);
        a.setName("A");
        a.start();

        ThreadB b = new ThreadB(service);
        b.setName("B");
        b.start();

        ThreadC c = new ThreadC(service);
        c.setName("C");
        c.start();
    }
}

運行結果：

從運行結果可以看出:靜態同步synchronized方法與synchronized(class)代碼塊持有的鎖一樣，都是Class鎖，Class鎖對對象的所有實例起作用。synchronized關鍵字加到非static靜態方法上持有的是對象鎖。

線程A,B和線程C持有的鎖不一樣，所以A和B運行同步，但是和C運行不同步。

六數據類型String的常量池屬性

在Jvm中具有String常量池緩存的功能

    String s1 = "a";
    String s2="a";
    System.out.println(s1==s2);//true

上面代碼輸出為true.這是為什么呢？

字符串常量池中的字符串只存在一份！即執行完第一行代碼后，常量池中已存在 “a”，那么s2不會在常量池中申請新的空間，而是直接把已存在的字符串內存地址返回給s2。

因為數據類型String的常量池屬性，所以synchronized(string)在使用時某些情況下會出現一些問題，比如兩個線程運行
synchronized("abc")｛
｝和
synchronized("abc")｛
｝修飾的方法時，這兩個線程就會持有相同的鎖，導致某一時刻只有一個線程能運行。所以盡量不要使用synchronized(string)而使用synchronized(object)

參考：

《Java多線程編程核心技術》
《Java并發編程的藝術》

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