线程同步小结（2）

  

          （一）      为什么要用到Synchronized同步机制呢？

      线程的同步是为了防止多个线程访问一个数据对象时，对数据造成的破坏。当用多个线程对象访问一个共享数据的时候，会由于对线程的控制不加控制而导致出现不合理的情况。

       例如：两个线程ThreadA、ThreadB 都操作同一个对象Data 对象，并修改Data对象上的数据。 

public class MySyn implements Runnable {
	private Data data = new Data();
	public static void main(String args[]){
		MySyn my = new MySyn();
		Thread my1 = new Thread(my, "ThreadA");
		Thread my2 = new Thread(my, "ThreadB");
		my1.start();
		my2.start();
	}
	public void run(){
		for(int i = 0; i < 3; i++){
			this.data.plus(10);//给Data的x加上10
			try {
				Thread.sleep(10);
			} catch (InterruptedException e) {
				e.printStackTrace();
			}
			System.out.println(Thread.currentThread().getName() + "对应的Data对象的值是：" + this.data.getX());
		}
	}
}

public class Data {
	private int x = 0;
	public int getX(){
		return this.x;
	}
	/**
	 * 对X进行加法运算
	 * @param y：加数
	 * @return：返回加法的结果
	 */
	public int plus(int y){
		x = this.x + y;
		return x;
	}
} 

   运行结果是：

ThreadA对应的Data对象的值是：20
ThreadB对应的Data对象的值是：30
ThreadA对应的Data对象的值是：40
ThreadB对应的Data对象的值是：40
ThreadB对应的Data对象的值是：60
ThreadA对应的Data对象的值是：60

       从结果发现，这样的输出值明显不合理。原因是两个线程不加控制的访问Data对象并修改其数据所致。这就好比一段铁轨上只能跑一辆火车，如果对火车的行驶控制不当，导致两辆或多辆动车同时“访问”同一段铁轨，那么就会发生

      如果要保持结果的合理性，只需要达到一个目的，就是将对Data的访问加以限制，每次只能有一个线程在访问。这样就能保证Data对象中数据的合理性了。

      线程的同步就是为了防止多个线程访问一个数据对象时，对数据造成的破坏。

               （二）如何控制线程对共享数据的访问呢？

      在这里用synchronized关键字。synchronized 关键字，代表这个方法加锁,相当于不管哪一个线程A每次运行到这个方法时,都要检查有没有其它正在用这个方法的线程B（或者C D等）,有的话要等正在使用这个方法的线程B（或者C D）运行完这个方法或代码块后再运行此线程A,没有的话,直接运行 它包括两种用法：synchronized 方法和 synchronized 块。

 

synchronized 方法：

　　通过在方法声明中加入 synchronized关键字来声明 synchronized 方法。如：

       public synchronized int plus(int y){

		x = this.x + y;
		return x;
	}

 

　　synchronized 方法控制对类成员变量的访问：每个类实例对应一把锁，每个 synchronized 方法都必须获得调用该方法的类实例的锁方能执行，否则所属线程阻塞，方法一旦执行，就独占该锁，直到从该方法返回时才将锁释放，此后被阻塞的线程方能获得该锁，重新进入可执行状态。这种机制确保了同一时刻对于每一个类实例，其所有声明为 synchronized 的成员函数中至多只有一个处于可执行状态（因为至多只有一个能够获得该类实例对应的锁），从而有效避免了类成员变量的访问冲突（只要所有可能访问类成员变量的方法均被声明为 synchronized）。

　　在 Java 中，不光是类实例，每一个类也对应一把锁，这样我们也可将类的静态成员函数声明为 synchronized ，以控制其对类的静态成员变量的访问。

      synchronized 方法的缺陷：

            若将一个大的方法声明为synchronized 将会大大影响效率，典型地，若将线程类的方法 run() 声明为 synchronized ，由于在线程的整个生命期内它一直在运行，因此将导致它对本类任何 synchronized 方法的调用都永远不会成功。当然我们可以通过将访问类成员变量的代码放到专门的方法中，将其声明为 synchronized ，并在主方法中调用来解决这一问题，但是 Java 为我们提供了更好的解决办法，那就是 synchronized 块。

synchronized 块：

　　通过 synchronized关键字来声明synchronized 块。语法如下：

　　synchronized(syncObject) {

　        　//允许访问控制的代码

　　}

　　 synchronized 块是这样一个代码块，其中的代码必须获得对象 syncObject （如前所述，可以是类实例或类）的锁方能执行，具体机制同前所述。由于可以针对任意代码块，且可任意指定上锁的对象，故灵活性较高。

 

 1.用synchronized代码块，修改run()方法里的修改共享数据的代码

public void run(){
		synchronized (data) {
			for(int i = 0; i < 3; i++){
			this.data.plus(10);//给Data的x加上10
			try {
				Thread.sleep(10);
			} catch (InterruptedException e) {
				e.printStackTrace();
			}
			System.out.println(Thread.currentThread().getName() + "对应的Data对象的值是：" + this.data.getX());
			}
		}//synchronized
	}

    这样的运行结果是：

ThreadA对应的Data对象的值是：10
ThreadA对应的Data对象的值是：20
ThreadA对应的Data对象的值是：30
ThreadB对应的Data对象的值是：40
ThreadB对应的Data对象的值是：50
ThreadB对应的Data对象的值是：60

      例子中循环一次就让线程休眠一次，是由于电脑访问数据的速度比高铁还快，让其休眠制造了出错的机会。这样就实现了至多只有一个线程对象访问数据，有效避免了“动车追尾”。

2.用synchronized实现，在线程中对共享数据修改的方法只有public int plus(int y){···}，所以只需将此方法声明为synchronized方法。

     

	public synchronized int plus(int y){
		x = this.x + y;
		return x;
	}

   运行结果同上！

   

                       （三）那么何时需要同步呢？

        1. 在多个线程同时访问互斥（可交换）数据时，应该同步以保护数据，确保两个线程不会同时修改更改它。

        2.对于非静态字段中可更改的数据，通常使用非静态方法访问。

        3.对于静态字段中可更改的数据，通常使用静态方法访问。

        4.如果需要在非静态方法中使用静态字段，或者在静态字段中调用非静态方法，问题将变得非常复杂。留在后边解决。

          注意：用线程同步必须搞清楚synchronized锁定的是哪个对象！