Java多线程环境下的同步机制Synchronized

2022-10-28 09:34:24

一、前言

大家有没有想过一个问题，Java中的++操作是不是线程安全的呢，也就是说在多线程情况下，多个线程一起去执行++操作，得到的结果会不会是我们所预期的结果呢，可以写个demo去验证一下。

public static int count = 0;
	
public static void main(String[] args) {
	for (int j = 0; j < 10000; j++) {
		new Thread(new Runnable() {
			@Override
			public void run() {
				add();
			}
		}).start();
	}
	try {
		Thread.sleep(200);
	} catch (InterruptedException e) {
		e.printStackTrace();
	}
	System.out.println(count);
}

public static void add(){
	count++;
}

最后的执行结果如下图：

很明显，Java中的++操作，并不是线程安全的。
这就涉及到了多线程环境下，如何才能保证在操作同一个变量或者方法时保证线程安全。

二、Synchronized

什么是Synchronized？

Synchronized关键字，就是利用一个特定的对象设置一个锁(lock)，在多线程并发访问的时候，只允许一个线程可以获得这个锁，并执行代码，等到代码执行完毕后，释放锁，再继续由其他线程争抢。

Synchronized的使用

我们可以稍微改造一下上面的demo，让++操作变成线程安全的。

public static int count = 0;

public static void main(String[] args) {
	for (int j = 0; j < 10000; j++) {
		new Thread(new Runnable() {
			@Override
			public void run() {
				add();
			}
		}).start();
	}
	try {
		Thread.sleep(200);
	} catch (InterruptedException e) {
		e.printStackTrace();
	}
	System.out.println(count);
}

public synchronized static void add(){
	count++;
}

只是做个一个很小的改动，就是在add()方法中加入synchronized关键字，看一下执行结果：

多次执行得到的结果都是10000，是符合我们预期的，**add()**方法也变成了一个线程安全的方法。

Synchronized的使用场景

Synchronized有三种不同的使用场景，同时也对应着不同的锁对象。

1.Synchronized代码块

将上面demo的**add()**方法改造一下

public static void add(){
	Object o = new Object(); //锁对象
	synchronized (o){
		count++;
	}
}

定义一个Object对象，将Object作为锁对象，只会有一个线程获得这个锁对象，执行++操作，别的线程需要等待锁对象被释放时候，争抢这个锁对象，获得锁对象的才能继续执行++。

2.Synchronized方法

public synchronized void add(){
		...
		...
}

在这个add()方法的锁对象又是什么呢，很明显，就是this当前对象，线程获得的是当先对象。

3.Synchronized静态方法

	public synchronized static void add(){
	count++;
}

最后一种就是demo中的**add()**方法，这时的锁对象就是当前类的字节码对象，因为是静态方法，静态方法是属于这个类的，所以锁对象就是当前类的字节码对象。

总结

Synchronized使用在代码块中，锁对象可以是任意对象。
Synchronized使用在方法中，锁对象为当前对象this。
Synchronized使用在静态方法中，锁对象为当前类的字节码对象。

三、常见的使用Synchronized类

Vector是线程安全的,ArrayList、LinkedList是线程不安全的
Properties是线程安全的，HashSet、TreeSet是不安全的
StringBuffer是线程安全的,StringBuilder是线程不安全的
HashTable是线程安全的,HashMap是线程不安全的

四、总结

Synchronized虽然可以保证多线程共享数据的数据安全，但是如果使用不当，线程长期持有锁对象，未及时得到释放，很容易造成死锁问题，
而且在性能问题上，Synchronized对性能也会有一定的影响，所以请慎用Synchronized。

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