每当在SO上出现关于Java同步的问题时,有些人都急于指出应该避免同步(这一点)。相反,他们声称,对私有引用的锁定是首选的。

其中一些原因是:

一些邪恶的代码可能会偷你的锁(这个很流行,也有一个“意外”变体) 同一类中的所有同步方法都使用完全相同的锁,这降低了吞吐量 你(不必要地)暴露了太多信息

包括我在内的其他人认为,synchronized(this)是一个被大量使用的习语(在Java库中也是如此),是安全的,而且很容易理解。它不应该被避免,因为你有一个错误,你不知道你的多线程程序中发生了什么。换句话说:如果它是适用的,那么就使用它。

我感兴趣的是看到一些现实世界的例子(没有foobar的东西),避免锁定在这是可取的,当同步(这)也会做的工作。

因此:您应该总是避免synchronized(this),并将其替换为私有引用上的锁吗?


一些进一步的信息(随着答案的更新):

we are talking about instance synchronization both implicit (synchronized methods) and explicit form of synchronized(this) are considered if you quote Bloch or other authorities on the subject, don't leave out the parts you don't like (e.g. Effective Java, item on Thread Safety: Typically it is the lock on the instance itself, but there are exceptions.) if you need granularity in your locking other than synchronized(this) provides, then synchronized(this) is not applicable so that's not the issue


当前回答

让我先把结论说出来——对私有字段的锁定对于稍微复杂一点的多线程程序是不起作用的。这是因为多线程是一个全局问题。本地化同步是不可能的,除非你以一种非常防御的方式写(例如,复制所有传递给其他线程的内容)。


下面是详细的解释:

同步包括三个部分:原子性、可见性和有序性

同步块是非常粗糙的同步级别。正如您所期望的那样,它加强了可见性和排序。但是对于原子性,它并不能提供太多的保护。原子性要求程序的全局知识,而不是局部知识。(这使得多线程编程非常困难)

假设我们有一个Account类,它有存取款方法。它们都是基于一个私有锁进行同步的,就像这样:

class Account {
    private Object lock = new Object();

    void withdraw(int amount) {
        synchronized(lock) {
            // ...
        }
    }

    void deposit(int amount) {
        synchronized(lock) {
            // ...
        }
    }
}

考虑到我们需要实现一个更高级别的类来处理传输,就像这样:

class AccountManager {
    void transfer(Account fromAcc, Account toAcc, int amount) {
        if (fromAcc.getBalance() > amount) {
            fromAcc.setBalance(fromAcc.getBalance() - amount);
            toAcc.setBalance(toAcc.getBalance + amount);
        }
    }
}

假设我们现在有两个账户,

Account john;
Account marry;

如果Account.deposit()和Account.withdraw()被内部锁定。这将导致问题时,我们有2个线程工作:

// Some thread
void threadA() {
    john.withdraw(500);
}

// Another thread
void threadB() {
    accountManager.transfer(john, marry, 100);
}

因为线程a和线程b有可能同时运行。线程B完成条件检查,线程A退出,线程B再次退出。这意味着即使约翰的账户上没有足够的钱,我们也可以从他那里提取100美元。这将打破原子性。

您可能会提出:为什么不将withdraw()和deposit()添加到AccountManager中呢?但是根据这个提议,我们需要创建一个多线程安全的Map,将不同的帐户映射到它们的锁。我们需要在执行后删除锁(否则会泄漏内存)。我们还需要确保没有其他用户直接访问Account.withdraw()。这将引入许多微妙的错误。

正确且最常用的方法是在Account中公开锁。并让AccountManager使用锁。但在这种情况下,为什么不直接使用对象本身呢?

class Account {
    synchronized void withdraw(int amount) {
        // ...
    }

    synchronized void deposit(int amount) {
        // ...
    }
}

class AccountManager {
    void transfer(Account fromAcc, Account toAcc, int amount) {
        // Ensure locking order to prevent deadlock
        Account firstLock = fromAcc.hashCode() < toAcc.hashCode() ? fromAcc : toAcc;
        Account secondLock = fromAcc.hashCode() < toAcc.hashCode() ? toAcc : fromAcc;

        synchronized(firstLock) {
            synchronized(secondLock) {
                if (fromAcc.getBalance() > amount) {
                    fromAcc.setBalance(fromAcc.getBalance() - amount);
                    toAcc.setBalance(toAcc.getBalance + amount);
                }
            }
        }
    }
}

简而言之,私有锁不适用于稍微复杂一点的多线程程序。

(转载自https://stackoverflow.com/a/67877650/474197)

其他回答

简单的回答:您必须了解其中的区别,并根据代码做出选择。

Long answer: In general I would rather try to avoid synchronize(this) to reduce contention but private locks add complexity you have to be aware of. So use the right synchronization for the right job. If you are not so experienced with multi-threaded programming I would rather stick to instance locking and read up on this topic. (That said: just using synchronize(this) does not automatically make your class fully thread-safe.) This is a not an easy topic but once you get used to it, the answer whether to use synchronize(this) or not comes naturally.

在c#和Java阵营中似乎有不同的共识。我看到的大多数Java代码使用:

// apply mutex to this instance
synchronized(this) {
    // do work here
}

而大多数c#代码选择了更安全的:

// instance level lock object
private readonly object _syncObj = new object();

...

// apply mutex to private instance level field (a System.Object usually)
lock(_syncObj)
{
    // do work here
}

c#语言当然更安全。如前所述,不能从实例外部对锁进行恶意/意外访问。Java代码也有这种风险,但随着时间的推移,Java社区似乎倾向于稍微不那么安全,但稍微更简洁的版本。

这并不是对Java的挖苦,只是我在这两种语言上工作的经验的反映。

如果你已经决定:

你要做的就是锁定目标 当前对象;而且 你想要 锁定粒度小于 整体方法;

那么我就不认为synchronizezd是一个禁忌。

Some people deliberately use synchronized(this) (instead of marking the method synchronized) inside the whole contents of a method because they think it's "clearer to the reader" which object is actually being synchronized on. So long as people are making an informed choice (e.g. understand that by doing so they're actually inserting extra bytecodes into the method and this could have a knock-on effect on potential optimisations), I don't particularly see a problem with this. You should always document the concurrent behaviour of your program, so I don't see the "'synchronized' publishes the behaviour" argument as being so compelling.

至于应该使用哪个对象的锁的问题,我认为在当前对象上同步并没有什么错,如果这是你所做的逻辑所期望的,以及你的类通常是如何被使用的。例如,对于集合,逻辑上期望锁定的对象通常是集合本身。

我对2019年的看法,尽管这个问题本可以已经解决了。

如果你知道你在做什么,锁定'this'并不坏,但在幕后锁定'this'是(不幸的是synchronized关键字在方法定义中允许)。

如果你真的希望你的类的用户能够“窃取”你的锁(即阻止其他线程处理它),你实际上希望所有同步方法在另一个同步方法运行时等待,以此类推。 它应该是有意的、经过深思熟虑的(因此有文档来帮助用户理解它)。

更详细地说,反过来,你必须知道如果你锁定了一个不可访问的锁(没有人可以“偷”你的锁,你完全控制等等),你会“获得”(或“失去”)什么。

对我来说,问题是方法定义签名中的synchronized关键字使程序员很容易不考虑锁定什么,如果你不想在多线程程序中遇到问题,这是一个非常重要的事情。

人们不能争辩说,“通常”你不希望你的类的用户能够做这些事情,或者“通常”你想要……这取决于你编写的是什么功能。因为你不能预测所有的用例,所以你不能制定一个经验法则。

例如,prinwriter使用了一个内部锁,但是如果人们不想让他们的输出相互交错,他们就很难从多个线程中使用它。

锁是否可以在类外部访问是程序员根据类的功能来决定的。它是api的一部分。例如,你不能从synchronized(this)移到synchronized(provateObjet)而不冒破坏使用它的代码更改的风险。

注1:我知道你可以实现任何同步(这个)'实现'通过使用显式锁对象和暴露它,但我认为这是不必要的,如果你的行为是很好的记录,你实际上知道什么锁定'this'的意思。

注2:我不同意这样的观点:如果一些代码不小心偷了你的锁,那就是一个bug,你必须解决它。这在某种程度上等同于说我可以让我所有的方法公开,即使它们本不应该是公开的。如果有人“意外”调用我的意图是私人方法,这是一个bug。为什么会发生这样的事故!!如果能偷你的锁对你的类来说是一个问题,那就不要允许它。就这么简单。

一个使用synchronized(this)的好例子。

// add listener
public final synchronized void addListener(IListener l) {listeners.add(l);}
// remove listener
public final synchronized void removeListener(IListener l) {listeners.remove(l);}
// routine that raise events
public void run() {
   // some code here...
   Set ls;
   synchronized(this) {
      ls = listeners.clone();
   }
   for (IListener l : ls) { l.processEvent(event); }
   // some code here...
}

正如你在这里看到的,我们在这个上使用同步来方便地与那里的一些同步方法进行长周期(可能是无限循环的run方法)合作。

当然,在私有字段上使用synchronized可以很容易地重写。但有时,当我们已经有了一些同步方法的设计时(例如,我们从遗留类派生出来的,synchronized(this)可能是唯一的解决方案)。