Java多线程详解(七)线程同步机制

线程同步

  • 现实生活中,我们会遇到“同一个资源,多个人都想使用”的问题,比如,食堂排队打饭,每个人都想吃饭,最天然的解决办法就是排队,一个个来。

  • 处理多线程问题时,多个线程访问同一个对象,并且某些线程还想修改这个对象,这是我们就需要用到线程同步。线程同步其实就是一种等待机制,多个需要同时访问此对象的线程进入这个对象的等待池形成队列,等待前面的线程使用完毕,下一个线程再使用。

形成条件

队列+锁

  • 由于统一进程的多个线程共享同一块存储空间,在带来方便的同时,也带来了访问冲突问题,为了保证数据在方法中被访问时的正确性,在访问时加入锁机制synchronized,当一个线程获得对象的排它锁,独占资源,其他线程必须等待,使用后释放锁即可,存在以下问题:
    • 一个线程持有锁会导致其他所有需要此锁的线程挂起
    • 在多线程竞争下,加锁,释放锁会导致比较多的上下文切换和调度延迟,引起性能问题
    • 如果一个优先级高的线程等待一个优先级低的线程会释放锁,会导致优先级倒置,引起性能问题

同步方法

  • 由于我们可以通过private关键字来保证数据对象只能被方法访问,所以我们只需要针对方法提出一套机制,这套机制就是synchronized关键字,它包括两种用法:synchronized方法和synchronized块
//同步方法
public synchronized void method(int args){}
  • synchronized方法控制“对象”的访问,每个对象对应一把锁,每个synchronized方法都必须获得调用该方法的对象的锁才能执行,否则线程会阻塞,方法一旦执行,就独占该锁,直到该方法返回才释放锁,后面被阻塞的线程才能获得和这个锁,继续执行。缺陷:若将一个大的方法申明为synchronized将会影响效率

同步块

  • 同步块:synchronized(Obj){}
  • Obj称之为同步监视器
    • Obj可以是任何对象,但是推荐使用共享资源作为同步监视器
    • 同步方法中无需指定同步监视器,因为同步方法的同步监视器就是this,就是这个对象本身,或者是class【反射】
  • 同步监视器的执行过程
  1. 第一个线程访问,锁定同步监视器,执行其中代码
  2. 第二个线程访问,发现同步监视器被锁定,无法访问
  3. 第一个线程访问完毕,解锁同步监视器
  4. 第二个线程访问,发现同步监视器没有锁,然后锁定并访问
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