17 synchronized关键字使用 synchronized方法、synchronized块

synchronized方法、synchronized块

线程的同步

并发：同一个对象被多个线程同时操作。

解决方案：让多个线程排队操作对象。

使用队列和锁解决多线程的并发问题。
同进程的多线程共享同一块存储空间，当多个线程同时访问某块内存空间时，就存在并发问题。为了保证数据在方法中被访问时的正确性，在访问时加入锁机制synchronized；当线程获得对象的排它锁，该线程独占资源，其他线程必须等待其使用后释放锁即可。

同时也伴随着一些问题：

一个线程持有锁导致其它线程所有需要此锁的线程挂起

在多线程竞争下，加锁，释放锁会导致比较多的上下文切换和调度延时，导致性能问题

也可能存在优先级高的线程等待优先级低的线程释放锁，而导致性能问题。

不安全的线程

通过下面例子说明，线程是不安全。

重复执行下面方法，执行结果可能会有多种情况。

示例1：

java 复制代码

//每次执行结果都不是我们预想的结果
public class UnsafeBuyTicket {
    public static void main(String[] args) {
        BuyTicket buyTicket = new BuyTicket();
        new Thread(buyTicket,"张三").start();
        new Thread(buyTicket,"李四").start();
        new Thread(buyTicket,"王五").start();

    }
}

class BuyTicket implements Runnable {

    private int ticketNums = 10;
    boolean flag = true;

    @Override
    public void run() {
        while (flag) {
            buy();
        }

    }
    //synchronized 同步方法 锁的是this 即BuyTicket对象
    private /**synchronized*/ void buy() {
        if (ticketNums <= 0) {
            flag = false;
            return;
        }
        try {
            Thread.sleep(100);
        } catch (InterruptedException e) {
            e.printStackTrace();
        }
        System.out.println(Thread.currentThread().getName() + "买到票" + ticketNums--);
    }
}

java 复制代码

张三买到票9
李四买到票8
王五买到票10
李四买到票7
王五买到票6
张三买到票7
张三买到票5
李四买到票4
王五买到票5
李四买到票3
张三买到票3
王五买到票3
王五买到票2
张三买到票2
李四买到票2
李四买到票1
王五买到票1
张三买到票1

示例2

java 复制代码

public class UnsafeBank {
    public static void main(String[] args) {
        Account funds = new Account("家庭基金", 100);
        new TakeMoney(funds,60,"you").start();
        new TakeMoney(funds,80,"youWife").start();
    }


}

class Account{
    String name;
    int money;

    public Account(String name, int money) {
        this.name = name;
        this.money = money;
    }
}

class TakeMoney extends Thread{
    Account account;
    int takeMoney;//取多钱钱
    int nowMoney;//你口袋里面的钱

    public TakeMoney(Account account, int takeMoney, String name) {
        super(name);
        this.account = account;
        this.takeMoney = takeMoney;
    }

    //synchronized run 是不行的
    @Override
    public void run() {
        //synchronized (account) {
            if ((account.money - takeMoney) < 0) {
                System.out.println(Thread.currentThread().getName() + "余额不足。");
                return;
            }
            try {
                Thread.sleep(1000);
            } catch (InterruptedException e) {
                e.printStackTrace();
            }
            account.money = account.money - takeMoney;
            nowMoney = nowMoney + takeMoney;
            System.out.println(account.name + "余额为：" + account.money);
            System.out.println(this.getName() + "口袋里面的钱：" + nowMoney);
        //}
    }
}

java 复制代码

//执行结果
家庭基金余额为：-40
家庭基金余额为：-40
you口袋里面的钱：60
youWife口袋里面的钱：80

示例3

java 复制代码

public class UnsafeList {
    public static void main(String[] args) throws InterruptedException {
        List<String> list = new ArrayList<String>();
        for (int i = 0; i < 10000; i++) {
            new Thread(() -> {
                //synchronized (list) {
                    list.add(Thread.currentThread().getName());
               // }
            }).start();
        }
        Thread.sleep(3000);//确保上面线程能够执行完毕后在打印list.size
        System.out.println(list.size());
    }
}

java 复制代码

//执行结果
9999

针对上面示例，添加synchronized关键字，使其变为线程安全的。

synchronized方法、synchronized块

关键字synchronized可以修饰方法或者以同步块的形式来进行使用，它主要确保多个线程在同一个时刻，只能有一个线程处于方法或者同步块中，它保证了线程对变量访问的可见性和排他性。
synchronized方法控制对象的访问，每个对象对应一把锁，每个synchronized方法都必须获得该方法对象的锁才能执行，否则会阻塞线程，方法执行时独占该锁，知道方法执行完毕才会释放锁。
同步块：synchronized(object){}

synchronized修饰的代码块，会在object对象上加一个监视器。而同步方法会在当前对象this上增加一个监视器。

synchronized同步代码块一般加载共享资源对象上。

java 复制代码

 //示例1 将buy方法改为同步方法
 private synchronized void buy()
 //示例2 试图按照示例1的方案 将run方法改为同步方法，验证是不行的，因为加上run方法的synchronized将对TakeMoney类添加的监视器，但最终操作的确是account对象，
 //此示例 多线程操作的共共享资源是account，并非TakeMoney
 //示例3 在共享资源list增加synchronized关键字，为其添加监视器