Java多线程程序中synchronized修饰方法的使用实例
在Java5以前，是用synchronized关键字来实现锁的功能。
synchronized关键字可以作为方法的修饰符（同步方法），也可作用于函数内的语句（同步代码块）。
掌握synchronized，关键是要掌握把那个东西作为锁。对于类的非静态方法（成员方法）而言，意味着要取得对象实例的锁；对于类的静态方法（类方法）而言，要取得类的Class对象的锁；对于同步代码块，要指定取得的是哪个对象的锁。同步非静态方法可以视为包含整个方法的synchronized(this){…}代码块。
不管是同步代码块还是同步方法，每次只有一个线程可以进入（在同一时刻最多只有一个线程执行该段代码。），如果其他线程试图进入（不管是同一同步块还是不同的同步块），jvm会将它们挂起（放入到等锁池中）。这种结构在并发理论中称为临界区（criticalsection）。
在jvm内部，为了提高效率，同时运行的每个线程都会有它正在处理的数据的缓存副本，当我们使用synchronzied进行同步的时候，真正被同步的是在不同线程中表示被锁定对象的内存块（副本数据会保持和主内存的同步，现在知道为什么要用同步这个词汇了吧），简单的说就是在同步块或同步方法执行完后，对被锁定的对象做的任何修改要在释放锁之前写回到主内存中；在进入同步块得到锁之后，被锁定对象的数据是从主内存中读出来的，持有锁的线程的数据副本一定和主内存中的数据视图是同步的。
下面举具体的例子来说明synchronized的各种情况。
synchronized同步方法
首先来看同步方法的例子：
publicclassSynchronizedTest1extendsThread
{
privatesynchronizedvoidtestSynchronizedMethod()
{
for(inti=0;i<10;i++)
{
System.out.println(Thread.currentThread().getName()
+"testSynchronizedMethod:"+i);
try
{
Thread.sleep(100);
}
catch(InterruptedExceptione)
{
e.printStackTrace();
}
}
}
@Override
publicvoidrun()
{
testSynchronizedMethod();
}
publicstaticvoidmain(String[]args)
{
SynchronizedTest1t=newSynchronizedTest1();
t.start();
t.testSynchronizedMethod();
}
}
运行该程序输出结果为：
maintestSynchronizedMethod:0 maintestSynchronizedMethod:1 maintestSynchronizedMethod:2 maintestSynchronizedMethod:3 maintestSynchronizedMethod:4 maintestSynchronizedMethod:5 maintestSynchronizedMethod:6 maintestSynchronizedMethod:7 maintestSynchronizedMethod:8 maintestSynchronizedMethod:9 Thread-0testSynchronizedMethod:0 Thread-0testSynchronizedMethod:1 Thread-0testSynchronizedMethod:2 Thread-0testSynchronizedMethod:3 Thread-0testSynchronizedMethod:4 Thread-0testSynchronizedMethod:5 Thread-0testSynchronizedMethod:6 Thread-0testSynchronizedMethod:7 Thread-0testSynchronizedMethod:8 Thread-0testSynchronizedMethod:9
可以看到testSynchronizedMethod方法在两个线程之间同步执行。
如果此时将main方法修改为如下所示，则两个线程并不能同步执行，因为此时两个线程的同步监视器不是同一个对象，不能起到同步的作用。
publicstaticvoidmain(String[]args)
{
Threadt=newSynchronizedTest1();
t.start();
Threadt1=newSynchronizedTest1();
t1.start();
}
此时输出结果如下所示：
Thread-0testSynchronizedMethod:0 Thread-1testSynchronizedMethod:0 Thread-0testSynchronizedMethod:1 Thread-1testSynchronizedMethod:1 Thread-0testSynchronizedMethod:2 Thread-1testSynchronizedMethod:2 Thread-0testSynchronizedMethod:3 Thread-1testSynchronizedMethod:3 Thread-0testSynchronizedMethod:4 Thread-1testSynchronizedMethod:4 Thread-0testSynchronizedMethod:5 Thread-1testSynchronizedMethod:5 Thread-0testSynchronizedMethod:6 Thread-1testSynchronizedMethod:6 Thread-0testSynchronizedMethod:7 Thread-1testSynchronizedMethod:7 Thread-0testSynchronizedMethod:8 Thread-1testSynchronizedMethod:8 Thread-0testSynchronizedMethod:9 Thread-1testSynchronizedMethod:9
若想修改后的main方法能够在两个线程之间同步运行，需要将testSynchronizedMethod方法声明为静态方法，这样两个线程的监视器是同一个对象（类对象），能够同步执行。修改后的代码如下所示：
publicclassSynchronizedTest1extendsThread
{
privatestaticsynchronizedvoidtestSynchronizedMethod()
{
for(inti=0;i<10;i++)
{
System.out.println(Thread.currentThread().getName()
+"testSynchronizedMethod:"+i);
try
{
Thread.sleep(100);
}
catch(InterruptedExceptione)
{
e.printStackTrace();
}
}
}
@Override
publicvoidrun()
{
testSynchronizedMethod();
}
publicstaticvoidmain(String[]args)
{
Threadt=newSynchronizedTest1();
t.start();
Threadt1=newSynchronizedTest1();
t1.start();
}
}
输出结果如下：
Thread-0testSynchronizedMethod:0 Thread-0testSynchronizedMethod:1 Thread-0testSynchronizedMethod:2 Thread-0testSynchronizedMethod:3 Thread-0testSynchronizedMethod:4 Thread-0testSynchronizedMethod:5 Thread-0testSynchronizedMethod:6 Thread-0testSynchronizedMethod:7 Thread-0testSynchronizedMethod:8 Thread-0testSynchronizedMethod:9 Thread-1testSynchronizedMethod:0 Thread-1testSynchronizedMethod:1 Thread-1testSynchronizedMethod:2 Thread-1testSynchronizedMethod:3 Thread-1testSynchronizedMethod:4 Thread-1testSynchronizedMethod:5 Thread-1testSynchronizedMethod:6 Thread-1testSynchronizedMethod:7 Thread-1testSynchronizedMethod:8 Thread-1testSynchronizedMethod:9
同步块的情况与同步方法类似，只是同步块将同步控制的粒度缩小，这样能够更好的发挥多线程并行执行的效率。
使用this对象控制同一对象实例之间的同步：
publicclassSynchronizedTest2extendsThread
{
privatevoidtestSynchronizedBlock()
{
synchronized(this)
{
for(inti=0;i<10;i++)
{
System.out.println(Thread.currentThread().getName()
+"testSynchronizedBlock:"+i);
try
{
Thread.sleep(100);
}
catch(InterruptedExceptione)
{
e.printStackTrace();
}
}
}
}
@Override
publicvoidrun()
{
testSynchronizedBlock();
}
publicstaticvoidmain(String[]args)
{
SynchronizedTest2t=newSynchronizedTest2();
t.start();
t.testSynchronizedBlock();
}
}
输出结果：
maintestSynchronizedBlock:0 maintestSynchronizedBlock:1 maintestSynchronizedBlock:2 maintestSynchronizedBlock:3 maintestSynchronizedBlock:4 maintestSynchronizedBlock:5 maintestSynchronizedBlock:6 maintestSynchronizedBlock:7 maintestSynchronizedBlock:8 maintestSynchronizedBlock:9 Thread-0testSynchronizedBlock:0 Thread-0testSynchronizedBlock:1 Thread-0testSynchronizedBlock:2 Thread-0testSynchronizedBlock:3 Thread-0testSynchronizedBlock:4 Thread-0testSynchronizedBlock:5 Thread-0testSynchronizedBlock:6 Thread-0testSynchronizedBlock:7 Thread-0testSynchronizedBlock:8 Thread-0testSynchronizedBlock:9
使用class对象控制不同实例之间的同步：
publicclassSynchronizedTest2extendsThread
{
privatevoidtestSynchronizedBlock()
{
synchronized(SynchronizedTest2.class)
{
for(inti=0;i<10;i++)
{
System.out.println(Thread.currentThread().getName()
+"testSynchronizedBlock:"+i);
try
{
Thread.sleep(100);
}
catch(InterruptedExceptione)
{
e.printStackTrace();
}
}
}
}
@Override
publicvoidrun()
{
testSynchronizedBlock();
}
publicstaticvoidmain(String[]args)
{
Threadt=newSynchronizedTest2();
t.start();
Threadt2=newSynchronizedTest2();
t2.start();
}
}
输出结果：
Thread-0testSynchronizedBlock:0 Thread-0testSynchronizedBlock:1 Thread-0testSynchronizedBlock:2 Thread-0testSynchronizedBlock:3 Thread-0testSynchronizedBlock:4 Thread-0testSynchronizedBlock:5 Thread-0testSynchronizedBlock:6 Thread-0testSynchronizedBlock:7 Thread-0testSynchronizedBlock:8 Thread-0testSynchronizedBlock:9 Thread-1testSynchronizedBlock:0 Thread-1testSynchronizedBlock:1 Thread-1testSynchronizedBlock:2 Thread-1testSynchronizedBlock:3 Thread-1testSynchronizedBlock:4 Thread-1testSynchronizedBlock:5 Thread-1testSynchronizedBlock:6 Thread-1testSynchronizedBlock:7 Thread-1testSynchronizedBlock:8 Thread-1testSynchronizedBlock:9
使用synchronized关键字进行同步控制时，一定要把握好对象监视器，只有获得监视器的进程可以运行，其它都需要等待获取监视器。任何一个非null的对象都可以作为对象监视器，当synchronized作用在方法上时，锁住的便是对象实例（this）；当作用在静态方法时锁住的便是对象对应的Class实例
两个线程同时访问一个对象的同步方法
当两个并发线程访问同一个对象的同步方法时，只能有一个线程得到执行。另一个线程必须等待当前线程执行完这个以后才能执行。
publicclassTwoThread{
publicstaticvoidmain(String[]args){
finalTwoThreadtwoThread=newTwoThread();
Threadt1=newThread(newRunnable(){
publicvoidrun(){
twoThread.syncMethod();
}
},"A");
Threadt2=newThread(newRunnable(){
publicvoidrun(){
twoThread.syncMethod();
}
},"B");
t1.start();
t2.start();
}
publicsynchronizedvoidsyncMethod(){
for(inti=0;i<5;i++){
System.out.println(Thread.currentThread().getName()+":"+i);
try{
Thread.sleep(500);
}catch(InterruptedExceptionie){
}
}
}
}
输出结果：
A:0 A:1 A:2 A:3 A:4 B:0 B:1 B:2 B:3 B:4
两个线程访问的是两个对象的同步方法
这种情况下，synchronized不起作用，跟普通的方法一样。因为对应的锁是各自的对象。
publicclassTwoObject{
publicstaticvoidmain(String[]args){
finalTwoObjectobject1=newTwoObject();
Threadt1=newThread(newRunnable(){
publicvoidrun(){
object1.syncMethod();
}
},"Object1");
t1.start();
finalTwoObjectobject2=newTwoObject();
Threadt2=newThread(newRunnable(){
publicvoidrun(){
object2.syncMethod();
}
},"Object2");
t2.start();
}
publicsynchronizedvoidsyncMethod(){
for(inti=0;i<5;i++){
System.out.println(Thread.currentThread().getName()+":"+i);
try{
Thread.sleep(500);
}catch(InterruptedExceptionie){
}
}
}
}
其中一种可能的输出结果：
Object2:0 Object1:0 Object1:1 Object2:1 Object2:2 Object1:2 Object2:3 Object1:3 Object1:4 Object2:4
两个线程访问的是synchronized的静态方法
这种情况，由于锁住的是Class，在任何时候，该静态方法只有一个线程可以执行。
同时访问同步方法与非同步方法
当一个线程访问对象的一个同步方法时，另一个线程仍然可以访问该对象中的非同步方法。
publicclassSyncAndNoSync{
publicstaticvoidmain(String[]args){
finalSyncAndNoSyncsyncAndNoSync=newSyncAndNoSync();
Threadt1=newThread(newRunnable(){
publicvoidrun(){
syncAndNoSync.syncMethod();
}
},"A");
t1.start();
Threadt2=newThread(newRunnable(){
publicvoidrun(){
syncAndNoSync.noSyncMethod();
}
},"B");
t2.start();
}
publicsynchronizedvoidsyncMethod(){
for(inti=0;i<5;i++){
System.out.println(Thread.currentThread().getName()+"atsyncMethod():"+i);
try{
Thread.sleep(500);
}catch(InterruptedExceptionie){
}
}
}
publicvoidnoSyncMethod(){
for(inti=0;i<5;i++){
System.out.println(Thread.currentThread().getName()+"atnoSyncMethod():"+i);
try{
Thread.sleep(500);
}catch(InterruptedExceptionie){
}
}
}
}
一种可能的输出结果：
BatnoSyncMethod():0 AatsyncMethod():0 BatnoSyncMethod():1 AatsyncMethod():1 BatnoSyncMethod():2 AatsyncMethod():2 BatnoSyncMethod():3 AatsyncMethod():3 AatsyncMethod():4 BatnoSyncMethod():4
访问同一个对象的不同同步方法
当一个线程访问一个对象的同步方法A时，其他线程对该对象中所有其它同步方法的访问将被阻塞。因为第一个线程已经获得了对象锁，其他线程得不到锁，则虽然是访问不同的方法，但是没有获得锁，也无法访问。
publicclassTwoSyncMethod{
publicstaticvoidmain(String[]args){
finalTwoSyncMethodtwoSyncMethod=newTwoSyncMethod();
Threadt1=newThread(newRunnable(){
publicvoidrun(){
twoSyncMethod.syncMethod1();
}
},"A");
t1.start();
Threadt2=newThread(newRunnable(){
publicvoidrun(){
twoSyncMethod.syncMethod2();
}
},"B");
t2.start();
}
publicsynchronizedvoidsyncMethod1(){
for(inti=0;i<5;i++){
System.out.println(Thread.currentThread().getName()+"atsyncMethod1():"+i);
try{
Thread.sleep(500);
}catch(InterruptedExceptionie){
}
}
}
publicsynchronizedvoidsyncMethod2(){
for(inti=0;i<5;i++){
System.out.println(Thread.currentThread().getName()+"atsyncMethod2():"+i);
try{
Thread.sleep(500);
}catch(InterruptedExceptionie){
}
}
}
}
输出结果：
AatsyncMethod1():0 AatsyncMethod1():1 AatsyncMethod1():2 AatsyncMethod1():3 AatsyncMethod1():4 BatsyncMethod2():0 BatsyncMethod2():1 BatsyncMethod2():2 BatsyncMethod2():3 BatsyncMethod2():4