Java多线程之synchronized（二）

为了解决“非线程安全”带来的问题，上一节中使用的办法是用关键字synchronized修饰多个线程可能同时访问到的方法，但是这样写是存在一定的弊端的，比如线程A调用一个用synchronized修饰的同步方法，这个方法要执行很长时间，那么其它的线程必须无条件的等线程A执行完释放掉对象锁，当然前提是其他的线程也要访问这个同步方法。这种情况就可以用synchronized代码块来解决。在解决之前我先附上一段没优化之前的方法，这样就可以直观的看到效果差异。

证明synchronized方法的弊端，代码如下：

public class Entity {
	public static long beginTime1;
	public static long endTime1;
	public static long beginTime2;
	public static long endTime2;
}

public class Task_Synchronized {

	private String getData1;
	private String getData2;
        //两个子线程要调用的公共方法
	public synchronized void doLongTimeTask() {

		try {
			System.out.println("begin task");
			Thread.sleep(3000);
                        //getData1和getdata2实际过程中可以是两个非常耗时的操作，这样看起来效果更名
			getData1 = "长时间处理任务后从远程返回的值1 threadName="
					+ Thread.currentThread().getName();
			getData2 = "长时间处理任务后从远程返回的值2 threadName="
					+ Thread.currentThread().getName();
			System.out.println(getData1);
			System.out.println(getData2);
			System.out.println("end task");

		} catch (InterruptedException e) {
			e.printStackTrace();
		}
	}
}

        public static void main(String[] args) throws InterruptedException {

		Task_Synchronized task = new Task_Synchronized();
		MyThread1 t1 = new MyThread1(task);
		t1.start();
		MyThread2 t2 = new MyThread2(task);
		t2.start();
		Thread.sleep(10000);
		// 因为线程1和线程2哪个先执行不一定，所以比较了一下时间，开始的时间取比较小的值，结束的时间取较大的值
		long beginTime = Entity.beginTime1;
		if (Entity.beginTime2 < Entity.beginTime1) {
			beginTime = Entity.beginTime2;
		}
		long endTime = Entity.endTime1;
		if (Entity.endTime2 > Entity.endTime1) {
			endTime = Entity.endTime2;
		}
		System.out.println("耗时" + (endTime - beginTime) / 1000 + "s");
	}
        //第一个线程
	public static class MyThread1 extends Thread {

		private Task_Synchronized task;

		public MyThread1(Task_Synchronized task) {
			super();
			this.task = task;
		}

		@Override
		public void run() {
			super.run();
			Entity.beginTime1 = System.currentTimeMillis();
			task.doLongTimeTask();
			Entity.endTime1 = System.currentTimeMillis();
		}
	}
         //第二个线程
	public static class MyThread2 extends Thread {

		private Task_Synchronized task;

		public MyThread2(Task_Synchronized task) {
			super();
			this.task = task;
		}

		@Override
		public void run() {
			// TODO Auto-generated method stub
			super.run();
			Entity.beginTime2 = System.currentTimeMillis();
			task.doLongTimeTask();
			Entity.endTime2 = System.currentTimeMillis();
		}
	}　

　　   运行结果如下：从Task_Synchronized 类可以看出，synchronized修饰的是doLongTimeTask()方法，从执行结果也可以看出syschronized修饰方法的执行顺序是这样的：Thread—0必须把同步的方法全部执行完，释放掉对象锁之后，Thread—1才可以执行，也就是说无论哪个线程先抢上CPU，就要执行到底之后，另一个线程才可以上CPU执行，这样执行下来用时间是6s。

那么接下来看看用synchronized代码块怎么解决这个弊端，我写了一个例子，如下：

    public class Task_Synchronized {

	private String getData1;
	private String getData2;
        //没有synchronized修饰
	public void doLongTimeTask() {

		try {
			System.out.println("begin task");
			Thread.sleep(3000);
			String privateGetData1 = "长时间处理的任务1 threadName="
					+ Thread.currentThread().getName();
			String privateGetData2 = "长时间处理的任务1 threadName="
					+ Thread.currentThread().getName();
                        //synchronized代码块
			synchronized (this) {
				getData1 = privateGetData1;
				getData2 = privateGetData2;
			}
			System.out.println(getData1);
			System.out.println(getData2);
			System.out.println("end task");

		} catch (InterruptedException e) {

			e.printStackTrace();
		}
	}
    }

　　  执行结果如下：只需要修改一下doLongTimeTask()这个方法即可，用synchronized代码块来代替synchronized修饰方法，从运行结果可以看到时间只用3s，时间缩短了是由于线程Thread—0访问Task_Synchronized类的同步代码块时，线程Thread—1仍然可以访问Task_Synchronized类里的非同步方法。在这里为什么会想到只同步变量getData1和getData2呢，我以前说过出现“非线程安全”的原因，其中有一个原因就是有多个线程同时访问成员变量时可能会出现“脏读”现象。

但是还有两个问题需要验证，那就是syschronized代码块里的内容真的是同步执行的吗？这个this真的代表当前类的对象锁吗？下面我写了一个例子来验证一下，如下：

	public static void main(String[] args) {

		Task task = new Task();
		ThreadA a = new ThreadA(task);
		a.setName("A");
		ThreadB b = new ThreadB(task);
		b.setName("B");
		a.start();
		b.start();

	}

	public static class ThreadA extends Thread {

		private Task task;

		public ThreadA(Task task) {
			super();
			this.task = task;
		}

		@Override
		public void run() {

			super.run();
			task.doLongTimeTask();
		}
	}

	public static class ThreadB extends Thread {

		private Task task;

		public ThreadB(Task task) {
			super();
			this.task = task;
		}

		@Override
		public void run() {

			super.run();
			task.doLongTimeTask();
		}
	}
}

class Task {

	public void doLongTimeTask() {

		for (int i = 0; i < 100; i++) {
			System.out.println("noSynchronized threadName="
					+ Thread.currentThread().getName() + " i=" + (i + 1));
		}
		System.out.println("*********************************");
		synchronized (this) {
			for (int i = 0; i < 100; i++) {
				System.out.println("Synchronized threadName="
						+ Thread.currentThread().getName() + " i=" + (i + 1));
			}
		}
	}

　     　运行结果如下：由图（a）可以看出来，两个线程在执行第一for循环的时候，是不同步交叉执行的，由图b1、b2、c1、c2可以看出来线程A排队执行完，线程B才开始执行，所以synchronized代码块是同步的。

        

图（a）                                                              图（b1）                                                             图（b2）   

   

                   图（c1）                      图（c2）

那么怎么验证synchronized使用的“对象监视器”是一个呢，也就是this代表的是当前类的对象锁。需要证明只有一个线程释放掉当前对象锁，其它的线程才可以执行。我写了一个例子，如下：

	public static void main(String[] args) {

		MyService service = new MyService();
		ThreadA a = new ThreadA(service);
		a.setName("A");
		ThreadB b = new ThreadB(service);
		b.setName("B");
		a.start();
		b.start();
	}

	public static class ThreadA extends Thread {

		private MyService service;

		public ThreadA(MyService service) {
			super();
			this.service = service;
		}

		@Override
		public void run() {

			super.run();
			service.serviceMethodA();

		}
	}

	public static class ThreadB extends Thread {

		private MyService service;

		public ThreadB(MyService service) {
			super();
			this.service = service;
		}

		@Override
		public void run() {

			super.run();
			service.serviceMethodB();

		}
	}
}

class MyService {

	public void serviceMethodA() {
		synchronized (this) {

			try {
				System.out.println("A begin time=" + System.currentTimeMillis());
				Thread.sleep(5000);
				System.out.println("A end time=" + System.currentTimeMillis());
			} catch (InterruptedException e) {

				e.printStackTrace();
			}
		}
	}

	public void serviceMethodB() {
		synchronized (this) {

			try {
				System.out.println("B begin time=" + System.currentTimeMillis());
				Thread.sleep(2000);
				System.out.println("B end time=" + System.currentTimeMillis());
			} catch (InterruptedException e) {

				e.printStackTrace();
			}
		}
	}

　　  运行结果如下：从代码上可以看出，两个synchronized代码块里都有休眠方法，但是并没有影响线程的执行顺序，如果两个this不是同一把对象锁，那么在休眠的这段时间，线程肯定会出现交替执行的，从结果也可以看出来，线程A执行完之后，线程B才开始执行的，说明当线程A访问MyService的同步代码块serviceMethodA的时候，线程B对同步代码块serviceMethodB的访问将被阻塞。所以“对象监视器”是同一个。