二． 共享資源的同步
1. 同步的必要性
例4：
classSeq{
privatestaticintnumber = 0;
privatestaticSeq seq = newSeq();
privateSeq() {}
publicstaticSeq getInstance(){
returnseq;
}
publicintget(){
number++; //（a）
returnnumber; //（b）
}
}
publicclassTestThread{
publicstaticvoidmain(java/lang/String.java.html" target="_blank">
String
[] args){
Seq.getInstance().get(); //（1）
Seq.getInstance().get(); //（2）
}
}
上面是一個取得序列號的單例模式的例子，但調用get()時，可能會產生兩個相同的序列號：
當代碼（1）和（2）都試圖調用get()取得一個唯一的序列。當代碼（1）執行完代碼（a），正要執行代碼（b）時，它被中斷了並開始執行代碼（2）。一旦當代碼（2）執行完（a）而代碼（1）還未執行代碼（b），那麼代碼（1）和代碼（2）就將得到相同的值。
2. 通過synchronized實現資源同步
2.1 鎖標誌
2.1.1 每個對象都有一個標誌鎖。當對象的一個線程訪問了對象的某個synchronized數據（包括函數）時，這個對象就將被“上鎖”，所以被聲明爲synchronized的數據（包括函數）都不能被調用（因爲當前線程取走了對象的“鎖標誌”）。只有當前線程訪問完它要訪問的synchronized數據，釋放“鎖標誌”後，同一個對象的其它線程才能訪問synchronized數據。
2.1.2 每個class也有一個“鎖標誌”。對於synchronized static數據（包括函數）可以在整個class下進行鎖定，避免static數據的同時訪問。
例5：
classSeq{
privatestaticintnumber = 0;
privatestaticSeq seq = newSeq();
privateSeq() {}
publicstaticSeq getInstance(){
returnseq;
}
publicsynchronizedintget(){ //（1）
number++;
returnnumber;
}
}
例5在例4的基礎上，把get()函數聲明爲synchronized，那麼在同一個對象中，就只能有一個線程調用get()函數，所以每個線程取得的number值就是唯一的了。
例6：
classSeq{
privatestaticintnumber = 0;
privatestaticSeq seq = null;
privateSeq() {}
synchronizedpublicstaticSeq getInstance(){ //（1）
if(seq==null) seq = newSeq();
returnseq;
}
publicsynchronizedintget(){
number++;
returnnumber;
}
}
例6把getInstance()函數聲明爲synchronized，那樣就保證通過getInstance()得到的是同一個seq對象。
2.2 non-static的synchronized數據只能在同一個對象的純種實現同步訪問，不同對象的線程仍可同時訪問。
例7：
classTestSynchronized implementsjava/lang/Runnable.java.html" target="_blank">
Runnable
{
publicsynchronizedvoidrun(){ //（1）
for(inti=0; i<10; i++){
java/lang/System.java.html" target="_blank">
System
.out.println(java/lang/Thread.java.html" target="_blank">
Thread
.currentThread().getName() + " : " + i);
/*（2）*/
try{
java/lang/Thread.java.html" target="_blank">
Thread
.sleep(100);
}
catch(java/lang/InterruptedException.java.html" target="_blank">
InterruptedException
e){
java/lang/System.java.html" target="_blank">
System
.out.println("Interrupted");
}
}
}
}
publicclassTestThread{
publicstaticvoidmain(java/lang/String.java.html" target="_blank">
String
[] args){
TestSynchronized r1 = newTestSynchronized();
TestSynchronized r2 = newTestSynchronized();
java/lang/Thread.java.html" target="_blank">
Thread
t1 = newjava/lang/Thread.java.html" target="_blank">
Thread
(r1, "t1");
java/lang/Thread.java.html" target="_blank">
Thread
t2 = newjava/lang/Thread.java.html" target="_blank">
Thread
(r2, "t2"); //(3)
//Thread t2 = new Thread(r1, "t2"); （4）
t1.start();
t2.start();
}
}
運行結果爲：
t1 : 0
t2 : 0
t1 : 1
t2 : 1
t1 : 2
t2 : 2
t1 : 3
t2 : 3
t1 : 4
t2 : 4
t1 : 5
t2 : 5
t1 : 6
t2 : 6
t1 : 7
t2 : 7
t1 : 8
t2 : 8
t1 : 9
t2 : 9
雖然我們在代碼（1）中把run()函數聲明爲synchronized，但由於t1、t2是兩個對象（r1、r2）的線程，而run()函數是non-static的synchronized數據，所以仍可被同時訪問（代碼（2）中的sleep()函數由於在暫停時不會釋放“標誌鎖”，因爲線程中的循環很難被中斷去執行另一個線程，所以代碼（2）只是爲了顯示結果）。
如果把例7中的代碼（3）註釋掉，並去年代碼（4）的註釋，運行結果將爲：
t1 : 0
t1 : 1
t1 : 2
t1 : 3
t1 : 4
t1 : 5
t1 : 6
t1 : 7
t1 : 8
t1 : 9
t2 : 0
t2 : 1
t2 : 2
t2 : 3
t2 : 4
t2 : 5
t2 : 6
t2 : 7
t2 : 8
t2 : 9
修改後的t1、t2是同一個對象（r1）的線程，所以只有當一個線程（t1或t2中的一個）執行run()函數，另一個線程才能執行。
2.3 對象的“鎖標誌”和class的“鎖標誌”是相互獨立的。
例8：
classTestSynchronized extendsjava/lang/Thread.java.html" target="_blank">
Thread
{
publicTestSynchronized(java/lang/String.java.html" target="_blank">
String
name){
super(name);
}
publicsynchronizedstaticvoidprt(){
for(inti=10; i<20; i++){
java/lang/System.java.html" target="_blank">
System
.out.println(java/lang/Thread.java.html" target="_blank">
Thread
.currentThread().getName() + " : " + i);
try{
java/lang/Thread.java.html" target="_blank">
Thread
.sleep(100);
}
catch(java/lang/InterruptedException.java.html" target="_blank">
InterruptedException
e){
java/lang/System.java.html" target="_blank">
System
.out.println("Interrupted");
}
}
}
publicsynchronizedvoidrun(){
for(inti=0; i<10; i++){
java/lang/System.java.html" target="_blank">
System
.out.println(java/lang/Thread.java.html" target="_blank">
Thread
.currentThread().getName() + " : " + i);
try{
java/lang/Thread.java.html" target="_blank">
Thread
.sleep(100);
}
catch(java/lang/InterruptedException.java.html" target="_blank">
InterruptedException
e){
java/lang/System.java.html" target="_blank">
System
.out.println("Interrupted");
}
}
}
}
publicclassTestThread{
publicstaticvoidmain(java/lang/String.java.html" target="_blank">
String
[] args){
TestSynchronized t1 = newTestSynchronized("t1");
TestSynchronized t2 = newTestSynchronized("t2");
t1.start();
t1.prt(); //（1）
t2.prt(); //（2）
}
}
運行結果爲：
main : 10
t1 : 0
main : 11
t1 : 1
main : 12
t1 : 2
main : 13
t1 : 3
main : 14
t1 : 4
main : 15
t1 : 5
main : 16
t1 : 6
main : 17
t1 : 7
main : 18
t1 : 8
main : 19
t1 : 9
main : 10
main : 11
main : 12
main : 13
main : 14
main : 15
main : 16
main : 17
main : 18
main : 19
在代碼（1）中，雖然是通過對象t1來調用prt()函數的，但由於prt()是靜態的，所以調用它時不用經過任何對象，它所屬的線程爲main線程。
由於調用run()函數取走的是對象鎖，而調用prt()函數取走的是class鎖，所以同一個線程t1（由上面可知實際上是不同線程）調用run()函數且還沒完成run()函數時，它就能調用prt()函數。但prt()函數只能被一個線程調用，如代碼（1）和代碼（2），即使是兩個不同的對象也不能同時調用prt()。
3. 同步的優化
1) synchronized block
語法爲：synchronized(reference){ do this }
reference用來指定“以某個對象的鎖標誌”對“大括號內的代碼”實施同步控制。
例9：
classTestSynchronized implementsjava/lang/Runnable.java.html" target="_blank">
Runnable
{
staticintj = 0;
publicsynchronizedvoidrun(){
for(inti=0; i<5; i++){
//（1）
java/lang/System.java.html" target="_blank">
System
.out.println(java/lang/Thread.java.html" target="_blank">
Thread
.currentThread().getName() + " : " + j++);
try{
java/lang/Thread.java.html" target="_blank">
Thread
.sleep(100);
}
catch(java/lang/InterruptedException.java.html" target="_blank">
InterruptedException
e){
java/lang/System.java.html" target="_blank">
System
.out.println("Interrupted");
}
}
}
}
publicclassTestThread{
publicstaticvoidmain(java/lang/String.java.html" target="_blank">
String
[] args){
TestSynchronized r1 = newTestSynchronized();
TestSynchronized r2 = newTestSynchronized();
java/lang/Thread.java.html" target="_blank">
Thread
t1 = newjava/lang/Thread.java.html" target="_blank">
Thread
(r1, "t1");
java/lang/Thread.java.html" target="_blank">
Thread
t2 = newjava/lang/Thread.java.html" target="_blank">
Thread
(r1, "t2");
t1.start();
t2.start();
}
}
運行結果爲：
t1 : 0
t1 : 1
t1 : 2
t1 : 3
t1 : 4
t2 : 5
t2 : 6
t2 : 7
t2 : 8
t2 : 9
上面的代碼的run()函數實現了同步，使每次打印出來的j總是不相同的。但實際上在整個run()函數中，我們只關心j的同步，而其餘代碼同步與否我們是不關心的，所以可以對它進行以下修改：
classTestSynchronized implementsjava/lang/Runnable.java.html" target="_blank">
Runnable
{
staticintj = 0;
publicvoidrun(){
for(inti=0; i<5; i++){
//（1）
synchronized(this){
java/lang/System.java.html" target="_blank">
System
.out.println(java/lang/Thread.java.html" target="_blank">
Thread
.currentThread().getName() + " : " + j++);
}
try{
java/lang/Thread.java.html" target="_blank">
Thread
.sleep(100);
}
catch(java/lang/InterruptedException.java.html" target="_blank">
InterruptedException
e){
java/lang/System.java.html" target="_blank">
System
.out.println("Interrupted");
}
}
}
}
publicclassTestThread{
publicstaticvoidmain(java/lang/String.java.html" target="_blank">
String
[] args){
TestSynchronized r1 = newTestSynchronized();
TestSynchronized r2 = newTestSynchronized();
java/lang/Thread.java.html" target="_blank">
Thread
t1 = newjava/lang/Thread.java.html" target="_blank">
Thread
(r1, "t1");
java/lang/Thread.java.html" target="_blank">
Thread
t2 = newjava/lang/Thread.java.html" target="_blank">
Thread
(r1, "t2");
t1.start();
t2.start();
}
}
運行結果爲：
t1 : 0
t2 : 1
t1 : 2
t2 : 3
t1 : 4
t2 : 5
t1 : 6
t2 : 7
t1 : 8
t2 : 9
由於進行同步的範圍縮小了，所以程序的效率將提高。同時，代碼（1）指出，當對大括號內的println()語句進行同步控制時，會取走當前對象的“鎖標誌”，即對當前對象“上鎖”，不讓當前對象下的其它線程執行當前對象的其它synchronized數據。
