Java的synchronized關(guān)鍵字:同步機(jī)制總結(jié)
不久前用到了同步,現(xiàn)在回過頭來對(duì)JAVA中的同步做個(gè)總結(jié),以對(duì)前段時(shí)間工作的總結(jié)和自我技術(shù)的條理話。JAVA的synchronized關(guān)鍵字能夠作為函數(shù)的修飾符,也可作為函數(shù)內(nèi)的語句,也就是平時(shí)說的同步方法和同步語句塊。假如再細(xì)的分類,synchronized可作用于instance變量、object reference(對(duì)象引用)、static函數(shù)和class literals(類名稱字面常量)身上。
在進(jìn)一步闡述之前,我們需要明確幾點(diǎn):
A.無論synchronized關(guān)鍵字加在方法上還是對(duì)象上,他取得的鎖都是對(duì)象,而不是把一段代碼或函數(shù)當(dāng)作鎖――而且同步方法很可能還會(huì)被其他線程的對(duì)象訪問。
B.每個(gè)對(duì)象只有一個(gè)鎖(lock)和之相關(guān)聯(lián)。
C.實(shí)現(xiàn)同步是要很大的系統(tǒng)開銷作為代價(jià)的,甚至可能造成死鎖,所以盡量避免無謂的同步控制。
接著來討論synchronized用到不同地方對(duì)代碼產(chǎn)生的影響:
假設(shè)P1、P2是同一個(gè)類的不同對(duì)象,這個(gè)類中定義了以下幾種情況的同步塊或同步方法,P1、P2就都能夠調(diào)用他們。
Java的synchronized使用方法總結(jié)
1. 把synchronized當(dāng)作函數(shù)修飾符時(shí),示例代碼如下:
- Public synchronized void method(){
- //….
- }
這也就是同步方法,那這時(shí)synchronized鎖定的是哪個(gè)對(duì)象呢?他鎖定的是調(diào)用這個(gè)同步方法對(duì)象。也就是說,當(dāng)一個(gè)對(duì)象P1在不同的線程中執(zhí)行這個(gè)同步方法時(shí),他們之間會(huì)形成互斥,達(dá)到同步的效果。但是這個(gè)對(duì)象所屬的Class所產(chǎn)生的另一對(duì)象P2卻能夠任意調(diào)用這個(gè)被加了synchronized關(guān)鍵字的方法。
上邊的示例代碼等同于如下代碼:
- public void method()
- {
- synchronized (this) // (1)
- {
- //…..
- }
- }
(1)處的this指的是什么呢?他指的就是調(diào)用這個(gè)方法的對(duì)象,如P1。可見同步方法實(shí)質(zhì)是將synchronized作用于object reference。――那個(gè)拿到了P1對(duì)象鎖的線程,才能夠調(diào)用P1的同步方法,而對(duì)P2而言,P1這個(gè)鎖和他毫不相干,程式也可能在這種情形下擺脫同步機(jī)制的控制,造成數(shù)據(jù)混亂。
2.同步塊,示例代碼如下:
- public void method(SomeObject so) {
- synchronized(so)
- {
- //…..
- }
- }
這時(shí),鎖就是so這個(gè)對(duì)象,誰拿到這個(gè)鎖誰就能夠運(yùn)行他所控制的那段代碼。當(dāng)有一個(gè)明確的對(duì)象作為鎖時(shí),就能夠這樣寫程式,但當(dāng)沒有明確的對(duì)象作為鎖,只是想讓一段代碼同步時(shí),能夠創(chuàng)建一個(gè)特別的instance變量(他得是個(gè)對(duì)象)來充當(dāng)鎖:
- class Foo implements Runnable
- {
- private byte[] lock = new byte[0]; // 特別的instance變量
- Public void method()
- {
- synchronized(lock) { //… }
- }
- //…..
- }
注:零長(zhǎng)度的byte數(shù)組對(duì)象創(chuàng)建起來將比任何對(duì)象都經(jīng)濟(jì)――查看編譯后的字節(jié)碼:生成零長(zhǎng)度的byte[]對(duì)象只需3條操作碼,而Object lock = new Object()則需要7行操作碼。
3.將synchronized作用于static 函數(shù),示例代碼如下:
- Class Foo
- {
- public synchronized static void method1() // 同步的static 函數(shù)
- {
- //….
- }
- public void method2()
- {
- synchronized(Foo.class) // class literal(類名稱字面常量)
- }
- }
代碼中的method2()方法是把class literal作為鎖的情況,他和同步的static函數(shù)產(chǎn)生的效果是相同的,取得的鎖很特別,是當(dāng)前調(diào)用這個(gè)方法的對(duì)象所屬的類(Class,而不再是由這個(gè)Class產(chǎn)生的某個(gè)具體對(duì)象了)。
記得在《Effective Java》一書中看到過將 Foo.class和 P1.getClass()用于作同步鎖還不相同,不能用P1.getClass()來達(dá)到鎖這個(gè)Class的目的。P1指的是由Foo類產(chǎn)生的對(duì)象。
能夠推斷:假如一個(gè)類中定義了一個(gè)synchronized的static函數(shù)A,也定義了一個(gè)synchronized 的instance函數(shù)B,那么這個(gè)類的同一對(duì)象Obj在多線程中分別訪問A和B兩個(gè)方法時(shí),不會(huì)構(gòu)成同步,因?yàn)樗麄兊逆i都不相同。A方法的鎖是Obj所屬的那個(gè)Class,而B的鎖是Obj所屬的這個(gè)對(duì)象。
Java的synchronized使用方法小結(jié)如下:
搞清楚synchronized鎖定的是哪個(gè)對(duì)象,就能幫助我們?cè)O(shè)計(jì)更安全的多線程程式。
更有一些技巧能夠讓我們對(duì)共享資源的同步訪問更加安全:
1. 定義private 的instance變量+他的 get方法,而不要定義public/protected的instance變量。假如將變量定義為public,對(duì)象在外界能夠繞過同步方法的控制而直接取得他,并改變他。這也是JavaBean的標(biāo)準(zhǔn)實(shí)現(xiàn)方式之一。
2. 假如instance變量是個(gè)對(duì)象,如數(shù)組或ArrayList什么的,那上述方法仍然不安全,因?yàn)楫?dāng)外界對(duì)象通過get方法拿到這個(gè)instance對(duì)象的引用后,又將其指向另一個(gè)對(duì)象,那么這個(gè)private變量也就變了,豈不是很危險(xiǎn)。 這個(gè)時(shí)候就需要將get方法也加上synchronized同步,并且,只返回這個(gè)private對(duì)象的clone()――這樣,調(diào)用端得到的就是對(duì)象副本的引用了。
本文來自leo_faith的博客。
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