「java」 synchronized 方法

synchronized 關鍵字,它包括兩種用法:synchronized 方法和 synchronized 塊。  

本文闡述synchronized 方法的使用,synchronized 塊的內容請參考我的另一篇文章:「java」synchronized(this) 區塊

 

1. synchronized 方法:

通過在方法聲明中加入 synchronized關鍵字來聲明 synchronized 方法。如:  

public synchronized void accessVal(int newVal);  

 

說明:

        synchronized 方法控制對類成員變量的訪問:每個類實例對應一把鎖,每個 synchronized 方法都必須獲得調用該方法的類實例的鎖,方能執行,否則所屬線程阻塞,方法一旦執行,就獨佔該鎖,直到從該方法返回時纔將鎖釋放,此後被阻塞的線程方能獲得該鎖,重新進入可執行狀態。這種機制確保了同一時刻對於每一個類實例,其所有聲明爲 synchronized 的成員函數中至多隻有一個處於可執行狀態(因爲至多隻有一個能夠獲得該類實例對應的鎖),從而有效避免了類成員變量的訪問衝突(只要所有可能訪問類成員變量的方法均被聲明爲 synchronized)。 

       在 Java 中,不光是類實例,每一個類也對應一把鎖,這樣我們也可將類的靜態成員函數聲明爲 synchronized ,以控制其對類的靜態成員變量的訪問。 

缺陷:

      若將一個大的方法聲明爲synchronized 將會大大影響效率,典型地,若將線程類的方法 run() 聲明爲synchronized ,由於在線程的整個生命期內它一直在運行,因此將導致它對本類任何 synchronized 方法的調用都永遠不會成功。當然我們可以通過將訪問類成員變量的代碼放到專門的方法中,將其聲明爲 synchronized ,並在主方法中調用來解決這一問題,但是 Java 爲我們提供了更好的解決辦法,那就是 synchronized 塊。

 

2. 理解

下面的例子會幫助讀者充分理解java中synchronized的用法

  •      打個比方。

             一個object就像一個大房子,大門永遠打開。房子裏有很多房間(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)。房門口放着一把鑰匙(key),這把鑰匙可以打開所有上鎖的房間。另外我把所有想調用該對象方法的線程比喻成想進入這房子某個房間的人。所有的東西就這麼多了,下面我們看看這些東西之間如何作用的。

 

  •      前提條件

             該對象至少有一個synchronized方法,否則這個key還有啥意義。

 

  •     具體過程

            一個人想進入某間上了鎖的房間,他來到房子門口,看見鑰匙在那兒(說明暫時還沒有其他人要使用上鎖的房間。於是他走上去拿到了鑰匙,並且按照自己的計劃使用那些房間。注意一點,他每次使用完一次上鎖的房間後會馬上把鑰匙還回去。即使他要連續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。”這時其他人可以不受限制的使用那些不上鎖的房間,一個人用一間可以,兩個人用一間也可以,沒限制。但是如果當某個人想要進入上鎖的房間,他就要跑到大門口去看看了。有鑰匙當然拿了就走,沒有的話,就只能等了

        要是很多人在等這把鑰匙,等鑰匙還回來以後,誰會優先得到鑰匙?Not guaranteed。像前面例子裏那個想連續使用兩個上鎖房間的傢伙,他中間還鑰匙的時候如果還有其他人在等鑰匙,那麼沒有任何保證這傢伙能再次拿到。 (JAVA規範在很多地方都明確說明不保證,像Thread.sleep()休息後多久會返回運行,相同優先權的線程哪個首先被執行,當要訪問對象的鎖被釋放後處於等待池的多個線程哪個會優先得到,等等)

 

  • 同步代碼塊和同步方法的區別

       1.從尺寸上講,同步代碼塊比同步方法小。可以把同步代碼塊看成是沒上鎖房間裏的一塊用帶鎖的屏風隔開的空間。

       2.同步代碼塊還可以人爲的指定獲得某個其它對象的key。就像是指定用哪一把鑰匙才能開這個屏風的鎖,你可以用本房的鑰匙;你也可以指定用另一個房子的鑰匙才能開,這樣的話,你要跑到另一棟房子那兒把那個鑰匙拿來,並用那個房子的鑰匙來打開這個房子的帶鎖的屏風。記住你獲得的那另一棟房子的鑰匙,並不影響其他人進入那棟房子沒有鎖的房間。

          另外,同步代碼塊可以指定鑰匙這一特點有個額外的好處,是可以在一定時期內霸佔某個對象的key。還記得前面說過普通情況下鑰匙的使用原則嗎。現在不是普通情況了。你所取得的那把鑰匙不是永遠不還,而是在退出同步代碼塊時才還。還用前面那個想連續用兩個上鎖房間的傢伙打比方。怎樣才能在用完一間以後,繼續使用另一間呢。用同步代碼塊吧。先創建另外一個線程,做一個同步代碼塊,把那個代碼塊的鎖指向這個房子的鑰匙。然後啓動那個線程。只要你能在進入那個代碼塊時抓到這房子的鑰匙,你就可以一直保留到退出那個代碼塊。也就是說 你甚至可以對本房內所有上鎖的房間遍歷,甚至再sleep(10*60*1000),而房門口卻還有1000個線程在等這把鑰匙呢。很過癮吧。

  •    爲什麼要使用同步代碼塊呢?

          我想應該是這樣的:首先對程序來講同步的部分很影響運行效率,而一個方法通常是先創建一些局部變量,再對這些變量做一些操作,如運算,顯示等等;而同步所覆蓋的代碼越多,對效率的影響就越嚴重。因此我們通常儘量縮小其影響範圍。

 

  •   如何做同步代碼塊。

        我們只把一個方法中該同步的地方同步,比如運算。

 

  •     在此對sleep()方法和鑰匙的關聯性講一下。

          一個線程在拿到key後,且沒有完成同步的內容時,如果被強制sleep()了,那key還一直在它那兒。直到它再次運行,做完所有同步內容,纔會歸還key。記住,那傢伙只是幹活幹累了,去休息一下,他並沒幹完他要乾的事。爲了避免別人進入那個房間 把裏面搞的一團糟,即使在睡覺的時候他也要把那唯一的鑰匙戴在身上。

       

總的說來,synchronized關鍵字可以作爲函數的修飾符,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。

如果再細的分類,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,它取得的鎖都是對象,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)與之相關聯。

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。

 

參考:https://blog.csdn.net/ahgaojie451/article/details/50900421

https://www.cnblogs.com/yjd_hycf_space/p/7526608.html

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