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
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
其他回答
Synchronized的意思是，如果在特定对象上使用Synchronized块，那么与单个对象关联的多个线程可以防止脏读写。为了让你更清楚，让我们举个例子:
class MyRunnable implements Runnable {
int var = 10;
@Override
public void run() {
call();
}
public void call() {
synchronized (this) {
for (int i = 0; i < 4; i++) {
var++;
System.out.println("Current Thread " + Thread.currentThread().getName() + " var value "+var);
}
}
}
}
public class MutlipleThreadsRunnable {
public static void main(String[] args) {
MyRunnable runnable1 = new MyRunnable();
MyRunnable runnable2 = new MyRunnable();
Thread t1 = new Thread(runnable1);
t1.setName("Thread -1");
Thread t2 = new Thread(runnable2);
t2.setName("Thread -2");
Thread t3 = new Thread(runnable1);
t3.setName("Thread -3");
t1.start();
t2.start();
t3.start();
}
}
我们已经创建了两个MyRunnable类对象，runnable1与线程1和线程3共享，而runnable2仅与线程2共享。 现在，当t1和t3启动时没有使用synchronized, PFB输出表明线程1和线程3同时影响var值，而对于线程2,var有自己的内存。
Without Synchronized keyword
Current Thread Thread -1 var value 11
Current Thread Thread -2 var value 11
Current Thread Thread -2 var value 12
Current Thread Thread -2 var value 13
Current Thread Thread -2 var value 14
Current Thread Thread -1 var value 12
Current Thread Thread -3 var value 13
Current Thread Thread -3 var value 15
Current Thread Thread -1 var value 14
Current Thread Thread -1 var value 17
Current Thread Thread -3 var value 16
Current Thread Thread -3 var value 18
使用Synchronzied，线程3在所有场景中等待线程1完成。有两个锁，一个在runnable1上，由线程1和线程3共享，另一个在runnable2上，仅由线程2共享。
Current Thread Thread -1 var value 11
Current Thread Thread -2 var value 11
Current Thread Thread -1 var value 12
Current Thread Thread -2 var value 12
Current Thread Thread -1 var value 13
Current Thread Thread -2 var value 13
Current Thread Thread -1 var value 14
Current Thread Thread -2 var value 14
Current Thread Thread -3 var value 15
Current Thread Thread -3 var value 16
Current Thread Thread -3 var value 17
Current Thread Thread -3 var value 18
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。
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。
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
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
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THREAD 3 :: 0
THREAD 3 :: 1
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THREAD 3 :: 6
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THREAD 2 :: 0
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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
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THREAD 3 :: 7
THREAD 1 :: 8
THREAD 2 :: 8
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THREAD 1 :: 9
THREAD 2 :: 9
THREAD 3 :: 9
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