Java的最基本的同步方式,即使用synchronized關鍵字來控制一個方法的并發訪問。 每一個用synchronized關鍵字聲明的方法都是臨界區。在Java中,同一個對象的臨界區,在同一時間只有一個允許被訪問。
靜態方法則有不同的行為。用synchronized關鍵字聲明的靜態方法,同時只能夠被一個執行線程訪問,但是其他線程可以訪問這個對象的非靜態的synchronized方法。必須非常謹慎這一點,因為兩個線程可以同時訪問一個對象的兩個不同的synchronized方法,即其中一個是靜態synchronized方法,另一個是非靜態synchronized方法。如果兩個方法都改變了相同的數據,將會出現數據不一致的錯誤。
synchronized塊的語法如下:
synchronized關鍵字有兩種用法,一種是只用于方法的定義中,另外一種是synchronized塊,我們不僅可以使用synchronized來同步一個對象變量,你也可以通synchronizedl來同步類中的靜態方法和非靜態方法。
第一種:非靜態方法的同步
從java相關語法可以知道使用synchronized關鍵字來定義方法就會鎖定類中所用使用synchroniezd關鍵字定義的靜態方法和非靜態方法,但是這有點不好理解,如果要synchronized塊,來達到這樣的效果,就不難理解為什么會產生這種效果了,如果使用synchronized來鎖定類中所有的同步非靜態方法,只需要使用this作為synchronized塊的參數傳入synchronized塊中,代碼如下:
11 | public synchronized void method2() |
27 | public synchronized void method2() |
在上面的代碼中的method1使用了synchronized塊,method2方法是用了synchronized關鍵字來定義方法,如果使用同一個Test實例時,這兩個方法只要有一個在執行,其他的方法都會因未獲得同步鎖而被堵塞。除了使用this作為synchronized塊的參數,也可以使用Test.this作為synchronized塊的參數來達到同樣的效果。
在內類中使用synchronized塊中,this只表示內類,和外類(OuterClass)沒有關系。但是內類中的非靜態方法和外類的非靜態方法也可以同步。如果在內類中加個方法method3也可以使和Test里面的2個方法同步,代碼如下:
07 | synchronized (Test. this ){ |
20 | synchronized (Test. this ){ |
上面InnerClass的method3方法與Test的method1和method2方法在同一時間內只能有一個方法執行。
synchronized塊不管是正確執行完,還是因為程序出錯因異常退出synchronized塊,當前的synchronized塊所持有的同步鎖都會自動釋放,因此在使用synchronized塊不必擔心同步鎖的問題。
二、靜態方法的同步
由于在調用靜態方法時,對象實例不一定被創建,因此,就不能使用this來同步靜態方法,而必須使用Class對象來同步靜態方法。代碼如下:
03 | pubic static void method1(){ |
04 | synchronized (Test. class ){ |
07 | public static synchronized void method2(){ |
14 | pubic static void method1(){ |
15 | synchronized (Test. class ){ |
18 | public static synchronized void method2(){ |
在同步靜態方法時可以使用類的靜態字段class來得到class對象,在上例中method1和method2方法只有一個方法執行,除了使用class字段可以得到class對象,還可以通過實例的getClass()方法獲取class對象,代碼如下:
02 | public static Test test; |
06 | public static void method1(){ |
07 | synchronized (test.getClass()){ |
13 | public static Test test; |
17 | public static void method1(){ |
18 | synchronized (test.getClass()){ |
在上面的代碼中,我們通過一個public的靜態對象得到Test的一個實例,并通過這個實例的getClass方法獲取一個class對象(注意一個類的所有實例通過getClass方法得到的都是同一個Class對象)。我們也可以通過class使不同類的靜態方法同步,代碼如下:
02 | public static void method1(){ |
03 | synchronized (Test. class ){ |
09 | public static void method1(){ |
10 | synchronized (Test. class ){ |
注意:在使用synchronized塊來同步方法時,非靜態方法可以通過this來同步,而靜態方法必須使用class對象來同步,但是非靜態方法也可以通過使用class來同步靜態方法。但是靜態方法中不能使用this來同步非靜態方法。這點在使用synchronized塊需要注意。
Note
synchronized關鍵字會降低應用程序的性能,因此只能在并發情景中需要修改共享數據的方法上使用它。如果多個線程訪問同一個synchronized方法,則只有一個線程可以訪問,其他線程將等待。如果方法聲明沒有使用synchronized關鍵字,所有的線程都能在同一時間執行這個方法,因而總運行時間降低。如果已知一個方法不會被一個以上線程調用,則無需使用synchronized關鍵字聲明之。
可以遞歸調用被synchronized聲明的方法。當線程訪問一個對象的同步方法時,它還可以調用這個對象的其他的同步方法,也包含正在執行的方法,而不必再次去獲取這個方法的訪問權。
我們可以通過synchronized關鍵字來保護代碼塊(而不是整個方法)的訪問。應該這樣利用synchronized關鍵字:方法的其余部分保持在synchronized代碼塊之外,以獲取更好的性能。臨界區(即同一時間只能被一個線程訪問的代碼塊)的訪問應該盡可能的短。例如在獲取一幢樓人數的操作中,我們只使用synchronized關鍵字來保護對人數更新的指令,并讓其他操作不使用共享數據。當這樣使用synchronized關鍵字時,必須把對象引用作為傳入參數。同一時間只有一個線程被允許訪問這個synchronized代碼。通常來說,我們使用this關鍵字來引用正在執行的方法所屬的對象: