java中多線程的同步分析

多線程的出現提高了CPU的利用率，也提供給了我們更多創造好玩的遊戲、軟件的思路和方法。但是另一方面，在使用多線程的時候，我們要格外注意多線程帶來了潛在的不安全性，本文先介紹一下線程中最基本的同步問題。

在使用多線程的時候，我們往往會採用實現Runnable接口的方式創建一個類，這時實現的run()方法中的代碼則是多個線程所共用的，這些代碼中也可能會有共享的數據，當代碼語句很多時，對於裏面某些需要安全判斷的語句來說，CPU的切換很可能會造成一種安全問題。比如代碼裏面有一個判斷語句

if (flag > 0) {
	flag--;
	System.out.println(flag);		
}

就單線程模式來講，輸出的flag是不可能出現負數的情況的，然而一旦涉及到多線程，像上面說的，多個線程裏面都含有這些代碼，我們假使當flag=1的時候，這時一個線程進入這個判斷，這時是滿足flag>0的條件的，然而當線程進入語句塊但是還沒有執行flag--這行代碼的時候，CPU一下子將執行權給了另外一個線程，注意，這個時候flag還是等於1，所以另外一個線程順利進入了if語句塊。不用多說，其他別的線程也能這樣進來，這樣，當運行輸出語句的時候，flag的值早就是一個負數了。（當然，因爲線程執行這幾句語句的速度非常快，所以出現這個問題的概率也很低，不過我們可以在flag--之前寫一句Thread.sleep(50)，讓線程停一會，這樣線程也就更容易卡在這個地方了）

瞭解到線程中潛在的安全問題後，我們就要採取java中提供給我們的處理安全問題的方法了，java中爲了解決多線程的安全問題，提供了一種方法：同步。

同步的關鍵字是synchronized，同步語句塊的一般形式是

synchronized ( /*對象鎖*/ ) {
	//需要被同步的代碼
}

其中對象鎖是一個對象，也就是API文檔中說的對象監視器，進入代碼塊的線程需要擁有此對象監視器。比如現在程序中有兩個線程正在同時運行，且兩個線程都即將要執行同步語句塊，這時還沒有哪一個線程拿到這個對象鎖，當其中一個線程進入這個語句塊的時候，此線程將首先拿到鎖，在它執行同步代碼塊裏面的代碼的時候，即使CPU將執行權切到其他線程，其他線程也會因爲沒有拿到鎖而進不去同步代碼塊。而當拿到鎖的那個線程離開此代碼塊時將釋放對象鎖，此時其他線程才能進入同步代碼塊。

剛開始接觸synchronized可能會糾結寫哪一個對象鎖。其實對象鎖是可以任意選擇的，甚至可以new一個Object當作這個鎖，但是需要注意的是必須要保證多個線程共用這個對象鎖，比如

public void run() {
	Object obj = new Object();
	synchronized(obj){
		//代碼
	}
}

因爲每個線程都有自己的run方法，所以每個線程進入自己的run方法的時候會擁有自己的obj，這樣synchronized就顯得毫無意義。

當然也可以在程序中寫多個同步代碼塊，當同步代碼塊的對象鎖是同一個鎖的時候，則可以把這些代碼塊看成是一體的，因爲無論執行哪一個代碼塊，其他線程將無法進入其它的代碼塊。

另外synchronized關鍵字也可以寫在函數名的前面，這時這個函數將是一個同步函數，函數可以看作是一個大的同步代碼塊，此代碼塊同步鎖是this。其實是很好理解的，因爲當程序簡單到只有一個類的時候，也就只有一個能共享的對象即this，而且函數的調用者就是this。那麼，大家可能會想到如果這個函數是靜態的，那麼函數的鎖又是什麼呢？此時，這個鎖是此類的字節碼文件對象，可以通過類名.class或this.getClass()得到，這也是一個類獨一無二的對象。

爲什麼要出現同步呢，綜上所述，個人感覺同步就好像是一個“保護罩”一樣的，將可能潛在安全問題的代碼保護起來，只允許一個線程去訪問，這樣避免多線程同時訪問一個數據而出現安全問題。