synchronized这个关键字想必学Java的人都应该知道。
直接上例子:
方法级别实例
public class AtomicInteger { private int index; public synchronized int addAndGet() { try { Thread.sleep(2000l); } catch (InterruptedException e) { e.printStackTrace(); } return ++ index; } public int get() { return index; } }
一个自动增长的类,不解释了。
看测试代码:
final AtomicInteger ai = new AtomicInteger(); new Thread(new Runnable() { @Override public void run() { ai.addAndGet(); System.out.println("thread1 finish sleep"); } }).start(); new Thread(new Runnable() { @Override public void run() { ai.addAndGet(); System.out.println("thread2 finish sleep"); } }).start();
这里例子执行结果是这样的:
过2秒,输出thread1 finish sleep
然后再过2秒,输出thread2 finish sleep。
现在我们把AtomicInteger类里的addAndGet方法前的synchronized关键字去掉。
执行结果是这样的:
过2秒,输出 thread1 finish sleep 然后马上输出 thread2 finish sleep (可能先输出thread2 finish sleep)
分析
java中synchronized就是"加锁"的意思, 一个实例中的方法如果加上了synchronized,那么这个方法如果被调用了,就会自动加上一个锁,如果其他线程想要再次调用这个实例的这个方法,那么需要等待之前的线程执行完成之后才能执行。
因此,之前的实例方法之前有synchronized的执行结果就是过2秒输出一段,再过2秒再次输出。
类级别实例
下面。 我们给AtomicInteger加一个静态同步方法。
public static synchronized void sync() { System.out.println("now synchronized. wait 4 seconds."); try { Thread.sleep(2000l); } catch (InterruptedException e) { e.printStackTrace(); } }
测试代码:
final AtomicInteger ai = new AtomicInteger(); AtomicInteger.sync(); new Thread(new Runnable() { @Override public void run() { ai.addAndGet(); System.out.println("thread1 finish sleep"); } }).start(); new Thread(new Runnable() { @Override public void run() { ai.addAndGet(); System.out.println("thread2 finish sleep"); } }).start();
这个测试结果执行结果是这样的:
先输出 now synchronized. wait 4 seconds.
过4秒(因为静态同步方法需要2秒,addAndGet方法也需要2秒),输出 thread1 finish sleep
再过2秒,输出 thread2 finish sleep
分析
从上述类级别的实例可以看出 -> 静态同步方法作用的范围是类,执行了静态同步方法,静态同步方法执行的时候,这个类中的所有方法(无论是否有synchronized, 无论是否静态)都必须等待这个静态同步方法执行完成之后才能进行。
如果我们把AtomicInteger的addAndGet方法的synchronized关键字去掉,那么执行结果是这样的。
先输出 now synchronized. wait 4 seconds.
过4秒,输出 thread1 finish sleep
然后马上又输出 thread2 finish sleep
再来看个例子:
final AtomicInteger ai1 = new AtomicInteger(); final AtomicInteger ai2 = new AtomicInteger(); AtomicInteger.sync(); new Thread(new Runnable() { @Override public void run() { ai1.addAndGet(); System.out.println("ai1 finish sleep"); } }).start(); new Thread(new Runnable() { @Override public void run() { ai2.addAndGet(); System.out.println("ai2 finish sleep"); } }).start();
执行结果是这样的。
先输出 now synchronized. wait 4 seconds.
过4秒,输出 ai1 finish sleep
然后马上又输出 ai2 finish sleep
小结: 由于静态同步方法是作用于类级别的,因此实例级别的方法调用都收到影响。所以执行AtomicInteger.sync();的时候ai1,ai2都在等待。 当执行完毕的时候,ai1和ai2由于是不同实例,方法级别的synchronized当然互不影响。
资源级别的实例
资源级别的同步其实跟方法级别的同步是一样的,只不过资源级别的同步的作用更加细节一下,它作用的对象是基于资源的。比如实例中的成员变量。
死锁,可以完美说明资源级别的同步。
public class DeadLock { private static Object obj1 = new Object(); private static Object obj2 = new Object(); public static void main(String[] args) { new Thread(new SubThread1()).start(); new Thread(new SubThread2()).start(); } private static class SubThread1 implements Runnable { @Override public void run() { synchronized (obj1) { try { Thread.sleep(1000l); System.out.println("thread1 synchronized obj1 and wait for obj2."); synchronized (obj2) { System.out.println("thread1 synchronized obj2"); } } catch (InterruptedException e) { e.printStackTrace(); } } } } private static class SubThread2 implements Runnable { @Override public void run() { synchronized (obj2) { try { Thread.sleep(1000l); System.out.println("thread2 synchronized obj2 and wait for obj1."); synchronized (obj1) { System.out.println("thread2 synchronized obj1"); } } catch (InterruptedException e) { e.printStackTrace(); } } } } }
从死锁这个实例可以看出。
子线程1同步obj1资源的时候,其他线程是不能获得obj1这个资源的。同理,子线程同步obj2资源的时候,其他线程是不能获得obj2这个资源的。
因此,子线程1在同步obj1之后,会等待obj2的释放(obj2已经被子线程2同步了,子线程1不能获得);而子线程2在同步obj2之后,会等待obj1的释放(obj1已经被子线程1同步了,子线程2不能获得)。
所以,这个程序将永远地等待下去。 这也就是著名的死锁问题。
我们可以通过jdk提供的一些命令查看是否死锁。
首先通过jps查看当前jdk启动的进程。
找到死锁这个程序的进程号6552之后再通过 jstack -l 6552 查看堆栈信息。
看到jstack发现了一个死锁。
总结
synchronized关键字可以作用在多个场景之下,我们需要区分清楚各个场景的区别,以便我们设计出符合高并发的程序。
之前对java并发这块了解的太少了.. 面试的时候也问到这些问题,发现自己根本答不上来。