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

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。

其他回答

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)。

在java中,为了防止多个线程操纵一个共享变量,我们使用synchronized关键字。让我们通过下面的例子来理解它:

在这个例子中,我定义了两个线程,并将它们命名为increment和decincrement。增量线程增加共享变量(计数器)的值,增量线程减少共享变量(计数器)的值,即增加5000次(结果是5000 + 0 = 5000),减少5000次(结果是5000 - 5000 = 0)。

没有同步关键字的程序:

class SynchronizationDemo {

    public static void main(String[] args){

        Buffer buffer = new Buffer();                   

        MyThread incThread = new MyThread(buffer, "increment");
        MyThread decThread = new MyThread(buffer, "decrement"); 

        incThread.start();
        decThread.start();  
       
        try {
          incThread.join();
          decThread.join();
        }catch(InterruptedException e){ }

        System.out.println("Final counter: "+buffer.getCounter());
    }
}

class Buffer {
    private int counter = 0; 
    public void inc() { counter++; }
    public void dec() { counter--; } 
    public int getCounter() { return counter; }
}

class MyThread extends Thread {

    private String name;
    private Buffer buffer;

    public MyThread (Buffer aBuffer, String aName) {            
        buffer = aBuffer; 
        name = aName; 
    }

    public void run(){
        for (int i = 0; i <= 5000; i++){
            if (name.equals("increment"))
                buffer.inc();
            else
                buffer.dec();                           
        }
    }
}

如果我们运行上面的程序,我们期望缓冲区的值是相同的,因为缓冲区的增量和减量相同,将会得到我们开始时的初始值,对吗?让我们看看输出:

正如你所看到的,无论我们运行程序多少次,我们都会得到不同的结果,因为每个线程都在同一时间操纵计数器。如果我们能设法让一个线程先增加共享变量,然后再减少它,反之亦然,我们就会得到正确的结果,这正是synchronized关键字所能做到的,只需在Buffer的inc和dec方法之前添加synchronized关键字,如下所示:

关键字为synchronized的程序:

// rest of the code

class Buffer {
    private int counter = 0; 
    // added synchronized keyword to let only one thread
    // be it inc or dec thread to manipulate data at a time
    public synchronized void inc() { counter++; }
    public synchronized void dec() { counter--; } 
    public int getCounter() { return counter; }
}

// rest of the code

输出:

不管我们运行多少次,我们得到的输出都是0

synchronized关键字是关于不同的线程读写相同的变量、对象和资源。这在Java中不是一个微不足道的话题,但这里引用Sun的一段话:

同步方法可以实现简单的 防止线程的策略 干扰和记忆一致性 错误:如果对象是可见的 多于一个线程,全部读取或 写入该对象的变量为 通过同步方法完成。

简而言之:当你有两个线程读写同一个“资源”时,比如说一个名为foo的变量,你需要确保这些线程以原子的方式访问变量。如果没有synchronized关键字,线程1可能看不到线程2对foo所做的更改,或者更糟的是,它可能只改变了一半。这不是你逻辑上所期望的。

同样,这在Java中是一个重要的主题。要了解更多,请在这里探索关于SO和互联网的主题:

并发性 Java内存模型

继续探索这些话题,直到“Brian Goetz”这个名字在你的脑海中与“并发性”这个术语永久地联系在一起。

Synchronized simple意味着没有两个线程可以同时访问块/方法。当我们说一个类的任何块/方法都是同步的,这意味着一次只有一个线程可以访问它们。在内部,试图访问它的线程首先在该对象上获得一个锁,只要这个锁不可用,其他线程就不能访问该类实例的任何同步方法/块。

注意,另一个线程可以访问同一对象的方法,该方法没有被定义为同步。线程可以通过调用来释放锁

Object.wait()

概述

Java中的Synchronized关键字与线程安全有关,也就是说,当多个线程读或写同一个变量时。 这可以直接发生(通过访问相同的变量)或间接发生(通过使用使用访问相同变量的另一个类的类)。

synchronized关键字用于定义一个代码块,其中多个线程可以以安全的方式访问同一个变量。

更深层次的

从语法上看,synchronized关键字接受一个Object作为它的参数(称为锁对象),然后后面跟着一个{block of code}。

When execution encounters this keyword, the current thread tries to "lock/acquire/own" (take your pick) the lock object and execute the associated block of code after the lock has been acquired. Any writes to variables inside the synchronized code block are guaranteed to be visible to every other thread that similarly executes code inside a synchronized code block using the same lock object. Only one thread at a time can hold the lock, during which time all other threads trying to acquire the same lock object will wait (pause their execution). The lock will be released when execution exits the synchronized code block.

同步的方法:

将synchronized关键字添加到方法定义中等于将整个方法体包装在同步代码块中,锁对象为this(对于实例方法)和ClassInQuestion.getClass()(对于类方法)。

—实例方法是没有静态关键字的方法。 —类方法是具有静态关键字的方法。

技术

如果没有同步,就无法保证以何种顺序进行读写,可能会给变量留下垃圾。 (例如,一个变量可能由一个线程写入一半的比特,另一个线程写入一半的比特,使变量处于两个线程都没有尝试写入的状态,而是两者结合在一起的混乱状态。)

在另一个线程读取之前(时钟时间)完成一个线程的写操作是不够的,因为硬件可能已经缓存了变量的值,读取线程将看到缓存的值,而不是写入它的值。

结论

因此,在Java的情况下,您必须遵循Java内存模型,以确保线程错误不会发生。 换句话说:在底层使用同步、原子操作或为您使用它们的类。

来源 http://docs.oracle.com/javase/specs/jls/se8/html/index.html Java®语言规范,2015-02-13