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

下面是来自Java教程的解释。

考虑下面的代码:

public class SynchronizedCounter { private int c = 0; public synchronized void increment() { c++; } public synchronized void decrement() { c--; } public synchronized int value() { return c; } } if count is an instance of SynchronizedCounter, then making these methods synchronized has two effects: First, it is not possible for two invocations of synchronized methods on the same object to interleave. When one thread is executing a synchronized method for an object, all other threads that invoke synchronized methods for the same object block (suspend execution) until the first thread is done with the object. Second, when a synchronized method exits, it automatically establishes a happens-before relationship with any subsequent invocation of a synchronized method for the same object. This guarantees that changes to the state of the object are visible to all threads.

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

你可以把它想象成一个转门，就像你在足球场看到的那样。有平行的人群想要进入，但在旋转门他们是“同步的”。一次只能有一个人通过。所有想要通过的人都可以，但他们可能要等到他们能够通过。

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()

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。