synchronize——对象锁和类锁
最近在研究Java 多线程的只是，经常能看到synchronize关键字，以前只是一眼带过，没有细究，今天趁这个机会，整理下
synchronize作为多线程关键字，是一种同步锁，它可以修饰以下几种对象：
代码块：被修饰的代码块称为同步语句块，其作用的范围是大括号{ }里的代码，作用的对象是调用这个代码块的对象；
方法：被修饰的方法称为同步方法，其作用的范围是整个方法，作用的对象是调用这个方法的对象
静态方法：作用的范围是整个静态方法，作用的对象是这个类的所有对象
类：作用的范围是synchronize后面括号里的部分，作用的对象是这个类的所有对象
一、synchronize关键字
1.修饰方法
synchronized public void getValue() {
System.out.println("getValue method thread name="
+ Thread.currentThread().getName() + " username=" + username
+ " password=" + password);
}
2.修饰代码块
public void serviceMethod() {
try {
synchronized (this) {
System.out.println("begin time=" + System.currentTimeMillis());
Thread.sleep(2000);
System.out.println("end end=" + System.currentTimeMillis());
}
} catch (InterruptedException e) {
e.printStackTrace();
}
}
3.修饰类
public static void printA() {
synchronized (Service.class) {
try {
System.out.println("线程名称为：" + Thread.currentThread().getName()
+ "在" + System.currentTimeMillis() + "进入printA");
Thread.sleep(3000);
System.out.println("线程名称为：" + Thread.currentThread().getName()
+ "在" + System.currentTimeMillis() + "离开printA");
} catch (InterruptedException e) {
e.printStackTrace();
}
}
}
二、Java中的对象锁和类锁
借用网友对对象锁和类锁定义
一段synchronized的代码被一个线程执行之前，他要先拿到执行这段代码的权限，
在Java里边就是拿到某个同步对象的锁（一个对象只有一把锁）；
如果这个时候同步对象的锁被其他线程拿走了，他（这个线程）就只能等了（线程阻塞在锁池等待队列中）。
取到锁后，他就开始执行同步代码(被synchronized修饰的代码）；
线程执行完同步代码后马上就把锁还给同步对象，其他在锁池中等待的某个线程就可以拿到锁执行同步代码了。
这样就保证了同步代码在统一时刻只有一个线程在执行。
三、synchronize的用法与实例
总结：
synchronize修饰非静态方法、同步代码块的synchronize(this)和synchronize(非this对象)的用法锁的是对象，线程想要执行对应的同步代码，需要获得对象锁。
synchronize修饰静态方法以及同步代码块的synchronize(类.class)用法锁是类，线程想要执行对应的同步代码，需要获得类锁。
1.首先看下非线程安全例子
public class Run {
public static void main(String[] args) {
HasSelfPrivateNum numRef = new HasSelfPrivateNum();
ThreadA athread = new ThreadA(numRef);
athread.start();
ThreadB bthread = new ThreadB(numRef);
bthread.start();
}
}
class HasSelfPrivateNum {
private int num = 0;
public void addI(String username) {
try {
if (username.equals("a")) {
num = 100;
System.out.println("a set over!");
Thread.sleep(2000);
} else {
num = 200;
System.out.println("b set over!");
}
System.out.println(username + " num=" + num);
} catch (InterruptedException e) {
// TODO Auto-generated catch block
e.printStackTrace();
}
}
}
class ThreadA extends Thread {
private HasSelfPrivateNum numRef;
public ThreadA(HasSelfPrivateNum numRef) {
super();
this.numRef = numRef;
}
@Override
public void run() {
super.run();
numRef.addI("a");
}
}
class ThreadB extends Thread {
private HasSelfPrivateNum numRef;
public ThreadB(HasSelfPrivateNum numRef) {
super();
this.numRef = numRef;
}
@Override
public void run() {
super.run();
numRef.addI("b");
}
}
运行结果：
a set over!
b set over!
b num=200
a num=200
修改HasSelfPrivateNum如下，方法用synchronize修饰如下：
class HasSelfPrivateNum {
private int num = 0;
synchronized public void addI(String username) {
try {
if (username.equals("a")) {
num = 100;
System.out.println("a set over!");
Thread.sleep(2000);
} else {
num = 200;
System.out.println("b set over!");
}
System.out.println(username + " num=" + num);
} catch (InterruptedException e) {
// TODO Auto-generated catch block
e.printStackTrace();
}
}
}
运行结果是线程安全的：
b set over!
b num=200
a set over!
a num=100
由于sleep方法不会放弃对象锁，需要等到时间结束，释放锁，下一个进程才能获取到该对象锁
实验结论：两个线程访问同一个对象中的同步方法是一定是线程安全的。本实现由于是同步访问，所以先打印出a，然后打印出b。
这里线程获取的是HasSelfPrivateNum的对象实例的锁——对象锁。
2.多个对象多个锁
public class Run {
public static void main(String[] args) {
HasSelfPrivateNum numRef1 = new HasSelfPrivateNum();
HasSelfPrivateNum numRef2 = new HasSelfPrivateNum();
ThreadA athread = new ThreadA(numRef1);
athread.start();
ThreadB bthread = new ThreadB(numRef2);
bthread.start();
}
}
运行结果：
a set over!
b set over!
b num=200
a num=200
这里是非同步的，因为线程athread获得是numRef1的对象锁，而bthread线程获取的是numRef2的对象锁，他们并没有在获取锁上有竞争关系，因此，出现非同步的结果。
3.同步块synchronize(this)
public class Run {
public static void main(String[] args) {
ObjectService service = new ObjectService();
ThreadA a = new ThreadA(service);
a.setName("a");
a.start();
ThreadB b = new ThreadB(service);
b.setName("b");
b.start();
}
}
class ObjectService {
public void serviceMethod() {
try {
synchronized (this) {
System.out.println("begin time=" + System.currentTimeMillis());
Thread.sleep(2000);
System.out.println("end end=" + System.currentTimeMillis());
}
} catch (InterruptedException e) {
e.printStackTrace();
}
}
}
class ThreadA extends Thread {
private ObjectService service;
public ThreadA(ObjectService service) {
super();
this.service = service;
}
@Override
public void run() {
super.run();
service.serviceMethod();
}
}
class ThreadB extends Thread {
private ObjectService service;
public ThreadB(ObjectService service) {
super();
this.service = service;
}
@Override
public void run() {
super.run();
service.serviceMethod();
}
}
运行结果：
begin time=1466148260341
end end=1466148262342
begin time=1466148262342
end end=1466148264378
这样也是同步的，线程获取的是同步块synchronized (this)括号（）里面的对象实例的对象锁，这里就是ObjectService实例对象的对象锁了。
4.synchronize(非this对象)
public class Run {
public static void main(String[] args) {
Service service = new Service("xiaobaoge");
ThreadA a = new ThreadA(service);
a.setName("A");
a.start();
ThreadB b = new ThreadB(service);
b.setName("B");
b.start();
}
}
class Service {
String anyString = new String();
public Service(String anyString){
this.anyString = anyString;
}
public void setUsernamePassword(String username, String password) {
try {
synchronized (anyString) {
System.out.println("线程名称为：" + Thread.currentThread().getName()
+ "在" + System.currentTimeMillis() + "进入同步块");
Thread.sleep(3000);
System.out.println("线程名称为：" + Thread.currentThread().getName()
+ "在" + System.currentTimeMillis() + "离开同步块");
}
} catch (InterruptedException e) {
// TODO Auto-generated catch block
e.printStackTrace();
}
}
}
class ThreadA extends Thread {
private Service service;
public ThreadA(Service service) {
super();
this.service = service;
}
@Override
public void run() {
service.setUsernamePassword("a", "aa");
}
}
class ThreadB extends Thread {
private Service service;
public ThreadB(Service service) {
super();
this.service = service;
}
@Override
public void run() {
service.setUsernamePassword("b", "bb");
}
}
不难看出，这里线程争夺的是anyString的对象锁，两个线程有竞争同一对象锁的关系，出现同步。
5.静态synchronize同步方法
public class Run {
public static void main(String[] args) {
ThreadA a = new ThreadA();
a.setName("A");
a.start();
ThreadB b = new ThreadB();
b.setName("B");
b.start();
}
}
class Service {
synchronized public static void printA() {
try {
System.out.println("线程名称为：" + Thread.currentThread().getName()
+ "在" + System.currentTimeMillis() + "进入printA");
Thread.sleep(3000);
System.out.println("线程名称为：" + Thread.currentThread().getName()
+ "在" + System.currentTimeMillis() + "离开printA");
} catch (InterruptedException e) {
e.printStackTrace();
}
}
synchronized public static void printB() {
System.out.println("线程名称为：" + Thread.currentThread().getName() + "在"
+ System.currentTimeMillis() + "进入printB");
System.out.println("线程名称为：" + Thread.currentThread().getName() + "在"
+ System.currentTimeMillis() + "离开printB");
}
}
class ThreadA extends Thread {
@Override
public void run() {
Service.printA();
}
}
class ThreadB extends Thread {
@Override
public void run() {
Service.printB();
}
}
运行结果：
线程名称为：A在1466149372909进入printA
线程名称为：A在1466149375920离开printA
线程名称为：B在1466149375920进入printB
线程名称为：B在1466149375920离开printB
两个线程在争夺同一个类锁，因此同步。
6.synchronize(class)
class Service {
public static void printA() {
synchronized (Service.class) {
try {
System.out.println("线程名称为：" + Thread.currentThread().getName()
+ "在" + System.currentTimeMillis() + "进入printA");
Thread.sleep(3000);
System.out.println("线程名称为：" + Thread.currentThread().getName()
+ "在" + System.currentTimeMillis() + "离开printA");
} catch (InterruptedException e) {
e.printStackTrace();
}
}
}
public static void printB() {
synchronized (Service.class) {
System.out.println("线程名称为：" + Thread.currentThread().getName()
+ "在" + System.currentTimeMillis() + "进入printB");
System.out.println("线程名称为：" + Thread.currentThread().getName()
+ "在" + System.currentTimeMillis() + "离开printB");
}
}
}
运行结果：
线程名称为：A在1466149372909进入printA
线程名称为：A在1466149375920离开printA
线程名称为：B在1466149375920进入printB
线程名称为：B在1466149375920离开printB
两个线程依旧在争夺同一个类锁，因此同步。
总结：
A. 无论synchronized关键字加在方法上还是对象上，如果它作用的对象是非静态的，则它取得的锁是对象；如果synchronized作用的对象是一个静态方法或一个类，则它取得的锁是对类，该类所有的对象同一把锁。
B. 每个对象只有一个锁（lock）与之相关联，谁拿到这个锁谁就可以运行它所控制的那段代码。
C. 实现同步是要很大的系统开销作为代价的，甚至可能造成死锁，所以尽量避免无谓的同步控制
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