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

如果可能的话,让你的数据不可变(最终变量) 如果你不能避免跨多个线程共享数据的突变,使用高级编程结构[例如,粒度锁API]

Lock提供对共享资源的独占访问:一次只有一个线程可以获得锁,并且对共享资源的所有访问都要求首先获得锁。

使用ReentrantLock实现Lock接口的示例代码

 class X {
   private final ReentrantLock lock = new ReentrantLock();
   // ...

   public void m() {
     lock.lock();  // block until condition holds
     try {
       // ... method body
     } finally {
       lock.unlock()
     }
   }
 }

锁定相对于同步的优势

The use of synchronized methods or statements forces all lock acquisition and release to occur in a block-structured way. Lock implementations provide additional functionality over the use of synchronized methods and statements by providing A non-blocking attempt to acquire a lock (tryLock()) An attempt to acquire the lock that can be interrupted (lockInterruptibly()) An attempt to acquire the lock that can timeout (tryLock(long, TimeUnit)). A Lock class can also provide behavior and semantics that is quite different from that of the implicit monitor lock, such as guaranteed ordering non-re entrant usage Deadlock detection

看看这个关于各种锁的SE问题:

同步vs锁定

您可以通过使用高级并发API而不是synchronized块来实现线程安全。该文档页提供了实现线程安全的良好编程结构。

锁对象支持简化许多并发应用程序的锁定习惯用法。

executor为启动和管理线程定义了高级API。concurrent提供的执行器实现提供了适合大型应用程序的线程池管理。

并发集合使管理大型数据集合变得更容易,并且可以大大减少同步的需要。

原子变量具有最小化同步和帮助避免内存一致性错误的特性。

ThreadLocalRandom(在JDK 7中)提供了从多个线程有效生成伪随机数的功能。

其他编程结构也可以参考java.util.concurrent和java.util.concurrent.atomic包。

其他回答

我认为第一点(其他人使用您的锁)和第二点(所有方法不必要地使用相同的锁)可能发生在任何相当大的应用程序中。特别是当开发人员之间没有良好的沟通时。

这不是一成不变的,这主要是一个良好的实践和防止错误的问题。

不,你不应该总是这样。但是,当一个特定对象上有多个关注点时,我倾向于避免它,而这些关注点只需要对它们本身是线程安全的。例如,你可能有一个可变数据对象,它有“label”和“parent”字段;它们需要是线程安全的,但是改变其中一个不需要阻止另一个被写入/读取。(在实践中,我将通过声明字段为volatile和/或使用java.util来避免这种情况。concurrent的AtomicFoo包装器)。

一般来说,同步有点笨拙,因为它只是一个大的锁定,而不是仔细考虑如何允许线程相互工作。使用synchronized(this)更加笨拙和反社会,因为它表示“当我持有锁时,没有人可以更改这个类的任何内容”。你需要多久做一次?

I would much rather have more granular locks; even if you do want to stop everything from changing (perhaps you're serialising the object), you can just acquire all of the locks to achieve the same thing, plus it's more explicit that way. When you use synchronized(this), it's not clear exactly why you're synchronizing, or what the side effects might be. If you use synchronized(labelMonitor), or even better labelLock.getWriteLock().lock(), it's clear what you are doing and what the effects of your critical section are limited to.

虽然我同意不要盲目地遵守教条规则,但“偷锁”的场景对你来说是不是很古怪?一个线程确实可以从你的对象“外部”获得锁(synchronized(theObject){…}),阻塞其他线程等待同步实例方法。

如果您不相信恶意代码,请考虑这些代码可能来自第三方(例如,如果您开发了某种应用程序服务器)。

“意外”版本似乎不太可能,但就像他们说的那样,“让一些东西不受白痴的影响,就会有人发明一个更好的白痴”。

所以我同意“这取决于这个班级做什么”的观点。


编辑以下eljenso的前3条评论:

我从来没有遇到过偷锁的问题,但这里有一个想象的场景:

假设您的系统是一个servlet容器,我们考虑的对象是ServletContext实现。它的getAttribute方法必须是线程安全的,因为上下文属性是共享数据;所以你声明它是同步的。让我们再想象一下,您提供了一个基于容器实现的公共托管服务。

我是您的客户,并在您的站点上部署我的“好”servlet。我的代码碰巧包含对getAttribute的调用。

黑客伪装成另一个客户,在您的站点上部署恶意servlet。它在init方法中包含以下代码:

synchronized (this.getServletConfig().getServletContext()) {
   while (true) {}
}

假设我们共享相同的servlet上下文(只要两个servlet位于同一个虚拟主机上,规范就允许),那么我对getAttribute的调用将永远锁定。黑客已经在我的servlet上实现了DoS。

如果getAttribute在私有锁上同步,则这种攻击是不可能的,因为第三方代码无法获得此锁。

我承认这个例子是人为设计的,对servlet容器如何工作的看法过于简单,但恕我直言,它证明了这一点。

因此,我将基于安全性考虑做出设计选择:我是否能够完全控制访问实例的代码?线程无限期地持有实例锁的后果是什么?

这里已经说过,同步块可以使用用户定义的变量作为锁对象,当同步函数只使用“this”时。当然,你也可以对函数中需要同步的部分进行操作。

但是每个人都说synchronized函数和block之间没有区别,block覆盖了使用“this”作为锁对象的整个函数。这是不对的,不同的是字节码,将在这两种情况下产生。在同步块使用的情况下,应该分配本地变量,其中包含引用“this”。因此,我们会得到一个更大的函数(如果你只有几个函数,这就无关紧要了)。

你可以在这里找到更详细的解释: http://www.artima.com/insidejvm/ed2/threadsynchP.html

同步块的使用也不好,原因如下:

synchronized关键字在一个方面非常有限:当退出一个同步块时,所有等待该锁的线程都必须被解除阻塞,但只有其中一个线程可以获得锁;所有其他人都看到锁已被占用,并返回阻塞状态。这不仅仅是浪费了大量的处理周期:为解除线程阻塞而进行的上下文切换通常还涉及从磁盘调出内存,这是非常非常昂贵的。

关于这方面的更多细节,我建议你阅读这篇文章: http://java.dzone.com/articles/synchronized-considered

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)