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淺析java并發中的Synchronized關鍵詞

如果在多線程的環境中，我們經常會遇到資源競爭的情況，比如多個線程要去同時修改同一個共享變量，這時候，就需要對資源的訪問方法進行一定的處理，保證同一時間只有一個線程訪問。

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java提供了synchronized關鍵字，方便我們實現上述操作。

為什么要同步

我們舉個例子，我們創建一個類，提供了一個setSum的方法：

public class SynchronizedMethods {

  private int sum = 0;

  public void calculate() {
    setSum(getSum() + 1);
  }
}

如果我們在多線程的環境中調用這個calculate方法：

@Test
  public void givenMultiThread_whenNonSyncMethod() throws InterruptedException {
    ExecutorService service = Executors.newFixedThreadPool(3);
    SynchronizedMethods summation = new SynchronizedMethods();

    IntStream.range(0, 1000)
        .forEach(count -> service.submit(summation::calculate));
    service.shutdown();
    service.awaitTermination(1000, TimeUnit.MILLISECONDS);

    assertEquals(1000, summation.getSum());
  }

按照上面的方法，我們預計要返回1000， 但是實際上基本不可能得到1000這個值，因為在多線程環境中，對同一個資源進行同時操作帶來的不利影響。

那我們怎么才能夠建線程安全的環境呢？

Synchronized關鍵詞

java提供了多種線程安全的方法，本文主要講解Synchronized關鍵詞，Synchronized關鍵詞可以有很多種形式：

  1. Instance methods
  2. Static methods
  3. Code blocks

當我們使用synchronized時，java會在相應的對象上加鎖，從而在同一個對象等待鎖的方法都必須順序執行，從而保證了線程的安全。

Synchronized Instance Methods

Synchronized關鍵詞可以放在實例方法的前面：

public synchronized void synchronisedCalculate() {
    setSum(getSum() + 1);
  }

看下調用結果：

@Test
public void givenMultiThread_whenMethodSync() {
  ExecutorService service = Executors.newFixedThreadPool(3);
  SynchronizedMethods method = new SynchronizedMethods();

  IntStream.range(0, 1000)
   .forEach(count -> service.submit(method::synchronisedCalculate));
  service.awaitTermination(1000, TimeUnit.MILLISECONDS);

  assertEquals(1000, method.getSum());
}

這里synchronized將會鎖住該方法的實例對象，多個線程中只有獲得該實例對象鎖的線程才能夠執行。

Synchronized Static Methods

Synchronized關鍵詞也可以用在static方法前面：

public static synchronized void syncStaticCalculate() {
    staticSum = staticSum + 1;
  }

Synchronized放在static方法前面和實例方法前面鎖住的對象不同。放在static方法前面鎖住的對象是這個Class本身，因為一個Class在JVM中只會存在一個，所以不管有多少該Class的實例，在同一時刻只會有一個線程可以執行該放方法。

@Test
  public void givenMultiThread_whenStaticSyncMethod() throws InterruptedException {
    ExecutorService service = Executors.newCachedThreadPool();

    IntStream.range(0, 1000)
        .forEach(count ->
            service.submit(SynchronizedMethods::syncStaticCalculate));
    service.shutdown();
    service.awaitTermination(100, TimeUnit.MILLISECONDS);

    assertEquals(1000, SynchronizedMethods.staticSum);
  }

Synchronized Blocks

有時候，我們可能不需要Synchronize整個方法，而是同步其中的一部分，這時候，我們可以使用Synchronized Blocks：

public void performSynchronizedTask() {
    synchronized (this) {
      setSum(getSum() + 1);
    }
  }

我們看下怎么測試：

@Test
  public void givenMultiThread_whenBlockSync() throws InterruptedException {
    ExecutorService service = Executors.newFixedThreadPool(3);
    SynchronizedMethods synchronizedBlocks = new SynchronizedMethods();

    IntStream.range(0, 1000)
        .forEach(count ->
            service.submit(synchronizedBlocks::performSynchronizedTask));
    service.shutdown();
    service.awaitTermination(100, TimeUnit.MILLISECONDS);

    assertEquals(1000, synchronizedBlocks.getSum());
  }

上面我們同步的是實例，如果在靜態方法中，我們也可以同步class：

public static void performStaticSyncTask(){
    synchronized (SynchronizedMethods.class) {
      staticSum = staticSum + 1;
    }
  }

我們看下怎么測試：

@Test
  public void givenMultiThread_whenStaticSyncBlock() throws InterruptedException {
    ExecutorService service = Executors.newCachedThreadPool();

    IntStream.range(0, 1000)
        .forEach(count ->
            service.submit(SynchronizedMethods::performStaticSyncTask));
    service.shutdown();
    service.awaitTermination(100, TimeUnit.MILLISECONDS);

    assertEquals(1000, SynchronizedMethods.staticSum);
  }

本文的例子可以參考 https://github.com/ddean2009/learn-java-concurrency/tree/master/Synchronized

ps：synchronized關鍵字的作用域有二種：

1)是某個對象實例內，synchronized aMethod(){} 可以防止多個線程同時 訪問這個對象的synchronized方法 (如果一個對象有多個synchronized方法，只要一個線程訪問了其中的一個synchronized方法，其它線程不能同時訪問這個對象中任何一個synchronized方法 )。這時，不同的對象實例的 synchronized方法是不相干擾的。也就是說，其它線程照樣可以同時訪問相同類的另一個對象實例中的synchronized方法;
總的來說，這種情況，鎖就是這個方法所在的對象

2)是某個類的范圍，synchronized static aStaticMethod{} 防止多個線程同時訪問這個類中的synchronized static 方法 。它可以對類的所有對象實例起作用。此時鎖就是這個class

總結

到此這篇關于java并發中的Synchronized關鍵詞的文章就介紹到這了,更多相關java Synchronized關鍵詞內容請搜索創新互聯以前的文章或繼續瀏覽下面的相關文章希望大家以后多多支持創新互聯！

本文名稱：淺析java并發中的Synchronized關鍵詞
URL標題：http://vcdvsql.cn/article28/pejgcp.html

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