synchronized(同步)形象化

From: http://blog.csdn.net/jackyren007/archive/2008/07/07/2620610.aspx

 

这就好像是你带着全家去饭馆吃饭，吃饭不是赶火车，当然不可能一分钟搞定了，比如吃个3个小时吧。这时候又来了一些客人，但是由于你们吃饭这个动作被 synchronized了，所以他们不能打断你。相反如果不做线程同步，他们可能会在你们没吃完的时候把你们赶走，当然也不是真赶走，一会儿你们还能回 来继续吃，然后再被赶走。。。。总之你们两家是要一起享用那张桌子了。 ／／＊＊＊＊＊＊＊＊＊＊＊＊＊＊＊＊＊＊＊＊＊＊＊＊ 下面详细阐述： Java对多线程的支持与同步机制深受大家的喜爱，似乎看起来使用了synchronized关键字就可以轻松地解决多线程共享数据同步问题。到底如何？――还得对synchronized关键字的作用进行深入了解才可定论。         总 的说来，synchronized关键字可以作为函数的修饰符，也可作为函数内的语句，也就是平时说的同步方法和同步语句块。如果再细的分类， synchronized可作用于instance变量、object reference（对象引用）、static函数和class literals(类名称字面常量)身上。         在进一步阐述之前，我们需要明确几点： A．无论synchronized关键字加在方法上还是对象上，它取得的锁都是对象，而不是把一段代码或函数当作锁――而且同步方法很可能还会被其他线程的对象访问。 B．每个对象只有一个锁（lock）与之相关联。 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。     接着来讨论synchronized用到不同地方对代码产生的影响：         假设P1、P2是同一个类的不同对象，这个类中定义了以下几种情况的同步块或同步方法，P1、P2就都可以调用它们。 1． 把synchronized当作函数修饰符时，示例代码如下： Public synchronized void methodAAA() { //…. } 这 也就是同步方法，那这时synchronized锁定的是哪个对象呢？它锁定的是调用这个同步方法对象。也就是说，当一个对象P1在不同的线程中执行这个 同步方法时，它们之间会形成互斥，达到同步的效果。但是这个对象所属的Class所产生的另一对象P2却可以任意调用这个被加了synchronized 关键字的方法。 上边的示例代码等同于如下代码： public void methodAAA() { synchronized (this) // (1) { //….. } } (1) 处的this指的是什么呢？它指的就是调用这个方法的对象，如P1。可见同步方法实质是将synchronized作用于object reference。――那个拿到了P1对象锁的线程，才可以调用P1的同步方法，而对P2而言，P1这个锁与它毫不相干，程序也可能在这种情形下摆脱同 步机制的控制，造成数据混乱：（ 2．同步块，示例代码如下： public void method3(SomeObject so) { synchronized(so) { //….. } } 这时，锁就是so这个对象，谁拿到这个锁谁就可以运行它所控制的那段代码。当有一个明确的对象作为锁时，就可以这样写程序，但当没有明确的对象作为锁，只是想让一段代码同步时，可以创建一个特殊的instance变量（它得是一个对象）来充当锁： class Foo implements Runnable { private byte[] lock = new byte[0]; // 特殊的instance变量 Public void methodA() { synchronized(lock) { //… } } //….. } 注：零长度的byte数组对象创建起来将比任何对象都经济――查看编译后的字节码：生成零长度的byte[]对象只需3条操作码，而Object lock = new Object()则需要7行操作码。（估计很多人都用的是：Object lock = new Object()） 3．将synchronized作用于static 函数，示例代码如下： Class Foo { public synchronized static void methodAAA() // 同步的static 函数 { //…. } public void methodBBB() { synchronized(Foo.class) // class literal(类名称字面常量) } } 代码中的methodBBB()方法是把class literal作为锁的情况，它和同步的static函数产生的效果是一样的，取得的锁很特别，是当前调用这个方法的对象所属的类（Class，而不再是由这个Class产生的某个具体对象了）。 记得在《Effective Java》一书中看到过将 Foo.class和 P1.getClass()用于作同步锁还不一样，不能用P1.getClass()来达到锁这个Class的目的。P1指的是由Foo类产生的对象。 可 以推断：如果一个类中定义了一个synchronized的static函数A，也定义了一个synchronized 的instance函数B，那么这个类的同一对象Obj在多线程中分别访问A和B两个方法时，不会构成同步，因为它们的锁都不一样。A方法的锁是Obj这 个对象，而B的锁是Obj所属的那个Class。 小结如下： 搞清楚synchronized锁定的是哪个对象，就能帮助我们设计更安全的多线程程序。 还有一些技巧可以让我们对共享资源的同步访问更加安全： 1． 定义private 的instance变量+它的 get方法，而不要定义public/protected的instance变量。如果将变量定义为public，对象在外界可以绕过同步方法的控制而直 接取得它，并改动它。这也是JavaBean的标准实现方式之一。 2． 如果instance变量是一个对象，如数组或ArrayList什么的，那上述方法仍然不安全，因为当外界对象通过get方法拿到这个instance 对象的引用后，又将其指向另一个对象，那么这个private变量也就变了，岂不是很危险。 这个时候就需要将get方法也加上synchronized同步，并且，只返回这个private对象的clone()――这样，调用端得到的就是对象副 本的引用了。 Synchronized Example: /* * File:MyThread1.java * Describe:synchronized * [e-mail] * */ public class MyThread1 {     public static void main(String[] args)     {         SellThread st = new SellThread();         //st.run();         //创建四个线程同时卖这100张票         new Thread(st,"mt0").start();         new Thread(st,"mt1").start();         new Thread(st,"mt2").start();         new Thread(st,"mt3").start();     } } class SellThread implements Runnable {     int tickets = 50; //表示有100张票     //Object obj = new Object();     public void run()     {     /*while(true)     {     //同步块:在进入synchronized 之前把obj加锁等第一个线程执行完以后才会进入第二个线程         synchronized(obj)         {             if(tickets>0)             {                 try                 {                     Thread.sleep(10); //让当前线程休眠                 }catch(Exception e)                 {                     e.printStackTrace();                 }                 //输出线程名及所售票张数                 System.out.println(Thread.currentThread().getName() + "selltickets:" + tickets);                 tickets--;             }         }     }*/         while(true)         {             sell();//调用同步方法         }     }     public void sell() //同步方法 //    public synchronized void sell()     {         if(tickets>0)         {             try             {                 Thread.sleep(10); //让当前线程休眠             }catch(Exception e)             {                 e.printStackTrace();             }             //输出线程名及所售票张数             System.out.println(Thread.currentThread().getName() + "selltickets:" + tickets);             tickets--;         }     } }