【并发技术03】传统线程互斥技术—synchronized

在多个线程同时操作相同资源的时候，就会遇到并发的问题，如银行转账啊、售票系统啊等。为了避免这些问题的出现，我们可以使用 synchronized 关键字来解决，下面针对 synchronized 常见的用法做一个总结。首先写一个存在并发问题的程序，如下：

public class TraditionalThreadSynchronized {    public static void main(String[] args) {        //在静态方法中不能new内部类的实例对象        //private Outputer outputer = new Outputer();        new TraditionalThreadSynchronized().init();    }    private void init() {        final Outputer outputer = new Outputer();        //线程1打印：duoxiancheng        new Thread(new Runnable() {                     @Override            public void run() {                while(true) {                    try {                        Thread.sleep(5);                    } catch (InterruptedException e) {                        // TODO Auto-generated catch block                        e.printStackTrace();                    }                    outputer.output1("duoxiancheng");                }            }        }).start();;        //线程2打印：eson15        new Thread(new Runnable() {                     @Override            public void run() {                while(true) {                    try {                        Thread.sleep(5);                    } catch (InterruptedException e) {                        // TODO Auto-generated catch block                        e.printStackTrace();                    }                    outputer.output1("eson15");                }            }        }).start();;    }    static class Outputer {        //自定义一个字符串打印方法，一个个字符的打印        public void output1(String name) {            int len = name.length();            for(int i = 0; i < len; i++) {                System.out.print(name.charAt(i));            }            System.out.println("");             }           }}

在内部类 Outputer 中定义了一个打印字符串的方法，一个字符一个字符的打印，这样比较容易直观的看出并发问题，因为字符顺序打乱了就说明出现问题了。然后在 init 方法中开启两个线程，一个线程打印 “duoxiancheng” ，另一个线程打印 “eson15”。看一下运行结果：

eson15duoxianche
ng
eson15
duoxiancheng
duoxiancheng
eson15
esduoxiancheng
on15
duoxiancheng

从输出的结果中可以看到，已经出现问题了，为了解决这个问题，可以使用 synchronized 同步代码块来对公共部分进行同步操作，但是需要给它一把锁，这把锁是一个对象，可以是任意一个对象，但是前提是，两个线程使用的必须是同一个对象锁才可以，这很好理解。那么下面在 output1() 方法中加入 synchronized 代码块：

static class Outputer {    private String token = ""; //定义一个锁    public void output1(String name) {        synchronized(token) //任何一个对象都可以作为参数，但是该对象对于两个线程来说是同一个才行        //如果用name就不行了，因为不同的线程进来name是不一样的，不是同一个name        {            int len = name.length();            for(int i = 0; i < len; i++) {                System.out.print(name.charAt(i));            }            System.out.println("");             }    }}

经过上面的改造，线程安全问题就基本解决了，但是还可以再往下引申，如果在方法上加 synchronized 关键字的话，那么这个同步锁是什么呢?我们在 Outputer 类中再写一个 output2() 方法：

static class Outputer {    private String token = ""; //定义一个锁    public void output1(String name) {        synchronized(token) //任何一个对象都可以作为参数，但是该对象对于两个线程来说是同一个才行        {            int len = name.length();            for(int i = 0; i < len; i++) {                System.out.print(name.charAt(i));            }            System.out.println("");             }    }       public synchronized void output2(String name) {        int len = name.length();        for(int i = 0; i < len; i++) {            System.out.print(name.charAt(i));        }        System.out.println("");         }   }

方法内部实现逻辑一模一样，唯一不同的就是 synchronized 加在了方法上，那么我们让 init() 方法中的两个线程中，一个调用 output1(Stringname) 方法，另一个调用 output2(Stringname) 方法，从结果中能看出，线程安全问题又出现了。产生问题的原因不难发现：现在两个方法都加了 synchronized，但是两个线程在调用两个不同的方法还是出现了问题，也就是说，还是各玩各的……那么问题就出在这个锁上，说明两者并没有使用同一把锁!

如果我们把 output1() 方法中 synchronized 中的 token 改成 this，再运行就没问题了，这说明一点：synchronized 关键字修饰方法的时候，同步锁是 this，即等效于代码块 synchronized(this){...}。

再继续往下引申，现在在 Outputer 类中再写一个静态方法 output3(Stringname)，并且也让 synchronized 去修饰这个静态方法。

static class Outputer {    private String token = ""; //定义一个锁    public void output1(String name) {        synchronized(token) //任何一个对象都可以作为参数，但是该对象对于两个线程来说是同一个才行        {            int len = name.length();            for(int i = 0; i < len; i++) {                System.out.print(name.charAt(i));            }            System.out.println("");             }    }       public static synchronized void output3(String name) {        int len = name.length();        for(int i = 0; i < len; i++) {            System.out.print(name.charAt(i));        }        System.out.println("");             }       }}

然后在 init() 方法中一个线程调用 output1() 方法，另一个线程调用 output3() 方法。毫无疑问，肯定又会出现线程安全问题。但是如何解决呢?因为 static 方法在类加载的时候就加载了，所以这个锁应该是类的字节码对象。那么将 token 改为 Outputer.class 就解决问题了，这说明一点：synchronized 关键字修饰 static 方法的时候，同步锁是该类的字节码对象，即等效于代码块 synchronized(classname.class){...}。

最后再总结一下：

• 同步代码块的锁是任意对象。只要不同的线程都执行同一个同步代码块的时候，这个锁随便设。

• 同步函数的锁是固定的 this。当需要和同步函数中的逻辑实行同步的时候，代码块中的锁必须为 this。

• 静态同步函数的锁是该函数所属类的字节码文件对象。该对象可以用 this.getClass() 方法获取，也可以使用 当前类名.class 表示。

作者：云享专家倪升武

来源：微信公众号

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