线程同步

问题引入
观察一面一段小程序:
  1. public class Main {
  2. private static int amount = 0;
  3. public static void main(String[] args) {
  4. System.out.println(++amount);
  5. new MyThread("thread1").start();
  6. new MyThread("thread2").start();
  7. }
  8. private static void calc(String tag){
  9. ++amount;
  10. try {
  11. Thread.sleep(1);
  12. } catch (InterruptedException e) {
  13. e.printStackTrace();
  14. }
  15. System.out.println(tag + "==>" + amount);
  16. }
  17. static class MyThread extends Thread {
  18. private String name;
  19. public MyThread(String name) {
  20. super();
  21. this.name = name;
  22. }
  23. @Override
  24. public void run() {
  25. super.run();
  26. calc(name);
  27. }
  28. }
  29. }
运行结果:
上面的代码MyThread中先将amount累加1;再睡1S,打印数据。很显然thread1睡眠之后被打断,thread2被执行才会出现这样的情况。
系统对线程的调度是有一定随机性的。当多线程操作资源时,才会出现线程安全的问题。Java 提供了一系列的方案来解决这个问题,下面将一一说明。
Synchronized关键字
同步方法块
  1. synchronized(obj){
  2. ...
  3.        //此处是同步代码块
  4. }
当线程执行此段代码时必须持有锁,否则不能执行,上面代码修改如下所示即可恢复正常:
  1. //对象锁
  2. private static Object obj = new Object();
  3. private static void calc(String tag) {
  4. //执行此代码必须持有此锁,没有锁只能等待此锁的使用线程释放锁
  5. synchronized (obj) {
  6. ++amount;
  7. try {
  8. Thread.sleep(1);
  9. } catch (InterruptedException e) {
  10. e.printStackTrace();
  11. }
  12. System.out.println(tag + "==>" + amount);
  13. }
  14. }

同步方法
此关键字还可以直接修饰方法,被修饰的方法为同步方法。同步方法的使用也必须持有锁,此时锁定的是this(当前对象),
  1. private synchronized static void calc(String tag) {
  2. // 执行此代码必须持有此锁,没有锁只能等待此锁的使用线程释放锁
  3. ++amount;
  4. try {
  5. Thread.sleep(1);
  6. } catch (InterruptedException e) {
  7. e.printStackTrace();
  8. }
  9. System.out.println(tag + "==>" + amount);
  10. }
释放锁
   synchronized修饰的代码块或者同步方法没有显性的释放锁的方法。遇到以下几种情况会释放锁。
  • 使用synchronized关键字,必须等待当前线程执行完同步代码块或者同步方法,锁被释放。
  • 遇到return、break终止了当前代码块或者同步方法,锁被释放。
  • 遇到未处理的异常导致的崩溃,当前锁被释放。
  • 线程调用wait方法,释被放锁。
下面两点不会释放锁,需要注意:
  • 程序调用Thread.sleep()、Thread.yield(),当前线程不会释放锁。
  • 其他线程调用suspend方法,将此方法挂起,当前线程不会释放锁。同时应该避免使用suspend和resume方法控制线程。
访问权限总结
访问权限原则:当前线程持有某个锁时,其他线程无法访问被同一个锁锁定的方法或者代码块;与是否在一个类中,是否是静态无关,只与锁是否被释放有关。
常见的问题如下:
  • 一个类中,有多个方法,当前线程持有某锁,其他线程无法访问此锁锁定的其他同步方法,但是可以访问其他非同步方法
  • 一个类中有多个代码块或同步方法,当前线程持有某所,其他线程可以访问其他锁锁定的同步代码块

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