Java 語言中的synchronized核心總結



    JAVA的synchronized關鍵字能夠作爲函數的修飾符,也可作爲函數內的語句,也就是平時說的同步方法和同步語句塊。假如再細的分類,synchronized可作用於instance變量object reference(對象引用)、static函數和class literals(類名稱字面常量)身上。 
在進一步闡述之前,我們需要明確幾點: 
A.無論synchronized關鍵字加在方法上還是對象上,他取得的鎖都是對象,而不是把一段代碼或函數當作鎖――而且同步方法很可能還會被其他線程的對象訪問。 
B.每個對象只有一個鎖(lock)和之相關聯。 
C.實現同步是要很大的系統開銷作爲代價的,甚至可能造成死鎖,所以儘量避免無謂的同步控制。 

接着來討論synchronized用到不同地方對代碼產生的影響:

假設P1、P2是同一個類的不同對象,這個類中定義了以下幾種情況的同步塊或同步方法,P1、P2就都能夠調用他們。

Java的synchronized使用方法總結

1.  把synchronized當作函數修飾符時,示例代碼如下:

  1. Public synchronized void method(){   
  2. //….   
  3. }  

這也就是同步方法,那這時synchronized鎖定的是哪個對象呢?他鎖定的是調用這個同步方法對象。也就是說,當一個對象P1在不同的線程中執行這個同步方法時,他們之間會形成互斥,達到同步的效果。但是這個對象所屬的Class所產生的另一對象P2卻能夠任意調用這個被加了synchronized關鍵字的方法。 
上邊的示例代碼等同於如下代碼:

  1. public void method()   
  2. {   
  3. synchronized (this)      //  (1)   
  4. {   
  5.        //…..   
  6. }   
  7.  
總結: 1 )  也就是說當前的synchronized對同一個對象而言,是可以達到互斥的效果,
            但是對於同一個類的不同對象而言,可就沒有太大的意義了,完全將不會再有
            鎖定的含義在裏面。

(1)處的this指的是什麼呢?他指的就是調用這個方法的對象,如P1。可見同步方法實質是將synchronized作用於object reference。――那個拿到了P1對象鎖的線程,才能夠調用P1的同步方法,而對P2而言,P1這個鎖和他毫不相干,程式也可能在這種情形下襬脫同步機制的控制,造成數據混亂。

2.同步塊,示例代碼如下:

  1. public void method(SomeObject so) {   
  2. synchronized(so)   
  3. {   
  4.        //…..   
  5. }   
  6. }   

這時,鎖就是so這個對象,誰拿到這個鎖誰就能夠運行他所控制的那段代碼當有一個明確的對象作爲鎖時,就能夠這樣寫程式,但當沒有明確的對象作爲鎖,只是想讓一段代碼同步時,夠創建一個特別的instance變量(他得是個對象)來充當鎖:

  1. class Foo implements Runnable   
  2. {   
  3.        private byte[] lock = new byte[0];  // 特別的instance變量   
  4.     Public void method()   
  5. {   
  6.        synchronized(lock) { //… }   
  7. }   
  8. //…..   
  9. }   

注:零長度的byte數組對象創建起來將比任何對象都經濟――查看編譯後的字節碼:生成零長度的byte[]對象只需3條操作碼,而Object lock = new Object()則需要7行操作碼。

   同步塊而言,可以針對其他所有的對象,哪個對象獲取到了當前的鎖,那麼,這個鎖就會被哪個對象所佔有,同樣而言,這樣可以防止不同的對象的混合亂入。所以,一般而言,對於應用程序中的某個任務而言,應該儘量使用同步塊。

3.將synchronized作用於static 函數,示例代碼如下:

  1.       Class Foo   
  2. {   
  3. public synchronized static void method1()   // 同步的static 函數   
  4. {   
  5. //….   
  6. }   
  7. public void method2()   
  8. {   
  9.         synchronized(Foo.class)   //  class literal(類名稱字面常量)   
  10. }   
  11.  }   


代碼中的method2()方法是把class literal作爲鎖的情況,他和同步的static函數產生的效果是相同的,取得的鎖很特別,是當前調用這個方法的對象所屬的類(Class,而不再是由這個Class產生的某個具體對象了)。 
記得在《Effective Java》一書中看到過將 Foo.class和 P1.getClass()用於作同步鎖還不相同,不能用P1.getClass()來達到鎖這個Class的目的。P1指的是由Foo類產生的對象。 
能夠推斷:假如一個類中定義了一個synchronized的static函數A,也定義了一個synchronized 的instance函數B,那麼這個類的同一對象Obj在多線程中分別訪問A和B兩個方法時,不會構成同步,因爲他們的鎖都不相同。A方法的鎖是Obj所屬的那個Class,而B的鎖是Obj所屬的這個對象。

Java的synchronized使用方法小結如下:

搞清楚synchronized鎖定的是哪個對象,就能幫助我們設計更安全的多線程程式。

更有一些技巧能夠讓我們對共享資源的同步訪問更加安全: 
1.  定義private 的instance變量+他的 get方法,而不要定義public/protected的instance變量。假如將變量定義爲public,對象在外界能夠繞過同步方法的控制而直接取得他,並改變他。這也是JavaBean的標準實現方式之一。 
2.  假如instance變量是個對象,如數組或ArrayList什麼的,那上述方法仍然不安全,因爲當外界對象通過get方法拿到這個instance對象的引用後,又將其指向另一個對象,那麼這個private變量也就變了,豈不是很危險。 這個時候就需要將get方法也加上synchronized同步,並且,只返回這個private對象的clone()――這樣,調用端得到的就是對象副本的引用了。

    JAVA的synchronized關鍵字能夠作爲函數的修飾符,也可作爲函數內的語句,也就是平時說的同步方法和同步語句塊。假如再細的分類,synchronized可作用於instance變量object reference(對象引用)、static函數和class literals(類名稱字面常量)身上。 
在進一步闡述之前,我們需要明確幾點: 
A.無論synchronized關鍵字加在方法上還是對象上,他取得的鎖都是對象,而不是把一段代碼或函數當作鎖――而且同步方法很可能還會被其他線程的對象訪問。 
B.每個對象只有一個鎖(lock)和之相關聯。 
C.實現同步是要很大的系統開銷作爲代價的,甚至可能造成死鎖,所以儘量避免無謂的同步控制。 

接着來討論synchronized用到不同地方對代碼產生的影響:

假設P1、P2是同一個類的不同對象,這個類中定義了以下幾種情況的同步塊或同步方法,P1、P2就都能夠調用他們。

Java的synchronized使用方法總結

1.  把synchronized當作函數修飾符時,示例代碼如下:

  1. Public synchronized void method(){   
  2. //….   
  3. }  

這也就是同步方法,那這時synchronized鎖定的是哪個對象呢?他鎖定的是調用這個同步方法對象。也就是說,當一個對象P1在不同的線程中執行這個同步方法時,他們之間會形成互斥,達到同步的效果。但是這個對象所屬的Class所產生的另一對象P2卻能夠任意調用這個被加了synchronized關鍵字的方法。 
上邊的示例代碼等同於如下代碼:

  1. public void method()   
  2. {   
  3. synchronized (this)      //  (1)   
  4. {   
  5.        //…..   
  6. }   
  7.  
總結: 1 )  也就是說當前的synchronized對同一個對象而言,是可以達到互斥的效果,
            但是對於同一個類的不同對象而言,可就沒有太大的意義了,完全將不會再有
            鎖定的含義在裏面。

(1)處的this指的是什麼呢?他指的就是調用這個方法的對象,如P1。可見同步方法實質是將synchronized作用於object reference。――那個拿到了P1對象鎖的線程,才能夠調用P1的同步方法,而對P2而言,P1這個鎖和他毫不相干,程式也可能在這種情形下襬脫同步機制的控制,造成數據混亂。

2.同步塊,示例代碼如下:

  1. public void method(SomeObject so) {   
  2. synchronized(so)   
  3. {   
  4.        //…..   
  5. }   
  6. }   

這時,鎖就是so這個對象,誰拿到這個鎖誰就能夠運行他所控制的那段代碼當有一個明確的對象作爲鎖時,就能夠這樣寫程式,但當沒有明確的對象作爲鎖,只是想讓一段代碼同步時,夠創建一個特別的instance變量(他得是個對象)來充當鎖:

  1. class Foo implements Runnable   
  2. {   
  3.        private byte[] lock = new byte[0];  // 特別的instance變量   
  4.     Public void method()   
  5. {   
  6.        synchronized(lock) { //… }   
  7. }   
  8. //…..   
  9. }   

注:零長度的byte數組對象創建起來將比任何對象都經濟――查看編譯後的字節碼:生成零長度的byte[]對象只需3條操作碼,而Object lock = new Object()則需要7行操作碼。

   同步塊而言,可以針對其他所有的對象,哪個對象獲取到了當前的鎖,那麼,這個鎖就會被哪個對象所佔有,同樣而言,這樣可以防止不同的對象的混合亂入。所以,一般而言,對於應用程序中的某個任務而言,應該儘量使用同步塊。

3.將synchronized作用於static 函數,示例代碼如下:

  1.       Class Foo   
  2. {   
  3. public synchronized static void method1()   // 同步的static 函數   
  4. {   
  5. //….   
  6. }   
  7. public void method2()   
  8. {   
  9.         synchronized(Foo.class)   //  class literal(類名稱字面常量)   
  10. }   
  11.  }   


代碼中的method2()方法是把class literal作爲鎖的情況,他和同步的static函數產生的效果是相同的,取得的鎖很特別,是當前調用這個方法的對象所屬的類(Class,而不再是由這個Class產生的某個具體對象了)。 
記得在《Effective Java》一書中看到過將 Foo.class和 P1.getClass()用於作同步鎖還不相同,不能用P1.getClass()來達到鎖這個Class的目的。P1指的是由Foo類產生的對象。 
能夠推斷:假如一個類中定義了一個synchronized的static函數A,也定義了一個synchronized 的instance函數B,那麼這個類的同一對象Obj在多線程中分別訪問A和B兩個方法時,不會構成同步,因爲他們的鎖都不相同。A方法的鎖是Obj所屬的那個Class,而B的鎖是Obj所屬的這個對象。

Java的synchronized使用方法小結如下:

搞清楚synchronized鎖定的是哪個對象,就能幫助我們設計更安全的多線程程式。

更有一些技巧能夠讓我們對共享資源的同步訪問更加安全: 
1.  定義private 的instance變量+他的 get方法,而不要定義public/protected的instance變量。假如將變量定義爲public,對象在外界能夠繞過同步方法的控制而直接取得他,並改變他。這也是JavaBean的標準實現方式之一。 
2.  假如instance變量是個對象,如數組或ArrayList什麼的,那上述方法仍然不安全,因爲當外界對象通過get方法拿到這個instance對象的引用後,又將其指向另一個對象,那麼這個private變量也就變了,豈不是很危險。 這個時候就需要將get方法也加上synchronized同步,並且,只返回這個private對象的clone()――這樣,調用端得到的就是對象副本的引用了。

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