我有一些关于同步关键字的用法和意义的问题。
synchronized关键字有什么意义? 什么时候应该同步方法? 它在程序上和逻辑上意味着什么?
我有一些关于同步关键字的用法和意义的问题。
synchronized关键字有什么意义? 什么时候应该同步方法? 它在程序上和逻辑上意味着什么?
当前回答
以我的理解,同步基本上意味着编译器编写一个监视器。进入并监控。在方法周围退出。因此,它可能是线程安全的,这取决于它是如何使用的(我的意思是,你可以编写一个具有同步方法的对象,它不是线程安全的,这取决于你的类做什么)。
其他回答
synchronized关键字使线程在输入方法时获得锁,以便同一时间只有一个线程可以执行该方法(对于给定的对象实例,除非它是静态方法)。
这通常被称为使类线程安全,但我认为这是一种委婉说法。虽然同步确实可以保护Vector的内部状态不被破坏,但这通常对Vector的用户没有太大帮助。
考虑一下:
if (vector.isEmpty()){
vector.add(data);
}
尽管所涉及的方法是同步的,但由于它们分别被锁定和解锁,两个不幸计时的线程可以创建具有两个元素的向量。
所以实际上,你也必须在你的应用程序代码中同步。
因为方法级同步是a)当你不需要它的时候很昂贵,b)当你需要同步的时候不够用,所以现在有了不同步的替换(Vector的情况下是ArrayList)。
最近,并发包已经发布,其中包含许多处理多线程问题的聪明实用程序。
好了,我认为我们已经有了足够多的理论解释,所以考虑一下这段代码
public class SOP {
public static void print(String s) {
System.out.println(s+"\n");
}
}
public class TestThread extends Thread {
String name;
TheDemo theDemo;
public TestThread(String name,TheDemo theDemo) {
this.theDemo = theDemo;
this.name = name;
start();
}
@Override
public void run() {
theDemo.test(name);
}
}
public class TheDemo {
public synchronized void test(String name) {
for(int i=0;i<10;i++) {
SOP.print(name + " :: "+i);
try{
Thread.sleep(500);
} catch (Exception e) {
SOP.print(e.getMessage());
}
}
}
public static void main(String[] args) {
TheDemo theDemo = new TheDemo();
new TestThread("THREAD 1",theDemo);
new TestThread("THREAD 2",theDemo);
new TestThread("THREAD 3",theDemo);
}
}
注意:synchronized会阻塞下一个线程对test()方法的调用,只要前一个线程的执行没有完成。线程一次只能访问一个方法。如果没有同步,所有线程都可以同时访问这个方法。
当一个线程调用对象的同步方法'test'时(这里的对象是'TheDemo'类的一个实例),它获得了该对象的锁,任何新的线程都不能调用同一对象的任何同步方法,只要之前获得锁的线程没有释放锁。
当调用类的任何静态同步方法时,也会发生类似的事情。线程获得与类关联的锁(在这种情况下,该类实例的任何非静态同步方法都可以被任何线程调用,因为对象级锁仍然可用)。只要当前持有类级锁的线程没有释放类级锁,任何其他线程都不能调用类的任何静态同步方法。
输出同步
THREAD 1 :: 0
THREAD 1 :: 1
THREAD 1 :: 2
THREAD 1 :: 3
THREAD 1 :: 4
THREAD 1 :: 5
THREAD 1 :: 6
THREAD 1 :: 7
THREAD 1 :: 8
THREAD 1 :: 9
THREAD 3 :: 0
THREAD 3 :: 1
THREAD 3 :: 2
THREAD 3 :: 3
THREAD 3 :: 4
THREAD 3 :: 5
THREAD 3 :: 6
THREAD 3 :: 7
THREAD 3 :: 8
THREAD 3 :: 9
THREAD 2 :: 0
THREAD 2 :: 1
THREAD 2 :: 2
THREAD 2 :: 3
THREAD 2 :: 4
THREAD 2 :: 5
THREAD 2 :: 6
THREAD 2 :: 7
THREAD 2 :: 8
THREAD 2 :: 9
输出未同步
THREAD 1 :: 0
THREAD 2 :: 0
THREAD 3 :: 0
THREAD 1 :: 1
THREAD 2 :: 1
THREAD 3 :: 1
THREAD 1 :: 2
THREAD 2 :: 2
THREAD 3 :: 2
THREAD 1 :: 3
THREAD 2 :: 3
THREAD 3 :: 3
THREAD 1 :: 4
THREAD 2 :: 4
THREAD 3 :: 4
THREAD 1 :: 5
THREAD 2 :: 5
THREAD 3 :: 5
THREAD 1 :: 6
THREAD 2 :: 6
THREAD 3 :: 6
THREAD 1 :: 7
THREAD 2 :: 7
THREAD 3 :: 7
THREAD 1 :: 8
THREAD 2 :: 8
THREAD 3 :: 8
THREAD 1 :: 9
THREAD 2 :: 9
THREAD 3 :: 9
synchronized关键字是什么?
线程主要通过共享对字段和引用字段所引用的对象的访问进行通信。这种通信形式非常高效,但可能会产生两种错误:线程干扰和内存一致性错误。防止这些错误所需的工具是同步。
同步块或方法可以防止线程干扰,并确保数据是一致的。在任何时候,只有一个线程可以通过获得锁来访问同步块或方法(临界区)。其他线程将等待锁释放来访问临界区。
方法何时同步?
将synchronized添加到方法定义或声明时,方法是同步的。您还可以在方法中同步特定的代码块。
它在语法上和逻辑上意味着什么?
这意味着只有一个线程可以通过获得锁来访问临界区。除非这个线程释放这个锁,否则所有其他线程将不得不等待获得一个锁。他们不能在没有锁的情况下进入临界区。
这不是魔法能办到的。程序员的职责是识别应用程序中的关键部分并相应地保护它。Java提供了一个框架来保护你的应用程序,但是在哪里以及保护哪些部分是程序员的责任。
更多细节,请参阅java文档页
内在锁和同步:
同步是围绕一个称为内在锁或监视器锁的内部实体构建的。内在锁在同步的两个方面都发挥作用:强制对对象状态的独占访问,并建立对可见性至关重要的happens-before关系。
每个对象都有一个与之相关的内在锁。按照惯例,需要独占和一致访问对象字段的线程必须在访问对象字段之前获得对象的内在锁,然后在使用完对象字段时释放内在锁。
线程在获得锁和释放锁之间拥有内在锁。只要一个线程拥有一个内在锁,其他线程就不能获得相同的锁。另一个线程在试图获取锁时将阻塞。
当线程释放一个内在锁时,在该操作和后续获得的任何相同锁之间建立happens-before关系。
使方法同步有两个效果:
首先,对同一对象的同步方法的两次调用不可能交织。
当一个线程正在为一个对象执行同步方法时,所有为同一对象调用同步方法的其他线程将暂停执行,直到第一个线程处理完该对象。
其次,当同步方法退出时,它自动与同一对象的同步方法的任何后续调用建立happens-before关系。
这保证了对对象状态的更改对于所有线程都是可见的。
寻找同步的其他替代方案:
避免在Java中同步(这)?
Java同步
volatile[About] => synchronized
synchronized块在Java中是多线程中的监视器。同一对象/类的同步块只能由单个线程执行,其他的都在等待。它可以帮助解决竞赛状况。
Java 5通过支持happens-before扩展了同步[关于]
监视器的解锁(同步块或方法退出)发生在同一监视器的每个后续锁定(同步块或方法进入)之前。
下一步是java.util.concurrent
What the other answers are missing is one important aspect: memory barriers. Thread synchronization basically consists of two parts: serialization and visibility. I advise everyone to google for "jvm memory barrier", as it is a non-trivial and extremely important topic (if you modify shared data accessed by multiple threads). Having done that, I advise looking at java.util.concurrent package's classes that help to avoid using explicit synchronization, which in turn helps keeping programs simple and efficient, maybe even preventing deadlocks.
ConcurrentLinkedDeque就是这样一个例子。与命令模式一起,它允许通过将命令填充到并发队列中来创建高效的工作线程——不需要显式同步,不可能发生死锁,不需要显式sleep(),只需通过调用take()轮询队列。
简而言之:“内存同步”隐式地发生在线程启动、线程结束、读取volatile变量、解锁监视器(留下同步块/函数)等时候。这种“同步”影响(在某种意义上“刷新”)在该特定操作之前完成的所有写操作。在前面提到的ConcurrentLinkedDeque的情况下,文档“说”:
内存一致性影响:与其他并发集合一样, 对象放入线程之前的操作 ConcurrentLinkedDeque访问之后的happens -before操作 或者从另一个ConcurrentLinkedDeque中删除该元素 线程。
这种隐式行为在某种程度上是有害的,因为大多数没有太多经验的Java程序员会因此而得过其实。然后突然被这个线程绊倒,因为Java在生产中没有做它“应该”做的事情,因为有不同的工作负载——并且很难测试并发性问题。