Java多线程笔记（二）--synchronized同步方法

Java多线程笔记（二）

亲爱的观众朋友们，你们好！这是多线程笔记的第二篇文章，这一章主要是学习一下对象以及变量的并发访问。
学习完本章主要掌握以下技术点：

synchronized对象监视器Object时的使用。
synchronized对象监视器Class时的使用。
非线程安全是如何出现的。
关键字volatile的主要作用。
关键字volatile与 synchronized的区别以及使用情况。

本章的类容较多，计划分三次更新，每次更新一部分。

1. synchronized同步方法

1.1 方法内的变量为线程安全

“非线程安全”问题存在于“实例变量”中，如果是方法内部的私有变量，则不存在“非线程安全问题。”

public class HasSelfPrivateNum {

    public void addI(String username) {
        try {
            int num = 0;
            if (username.equals("a")) {
                num = 100;
                System.out.println("a set over!");
                Thread.sleep(2000);
            } else {
                num = 200;
                System.out.println("b set over!");
            }
            System.out.println(username + " num=" + num);
        } catch (InterruptedException e) {
            // TODO Auto-generated catch block
            e.printStackTrace();
        }
    }

}

public class ThreadA extends Thread {

    private HasSelfPrivateNum numRef;

    public ThreadA(HasSelfPrivateNum numRef) {
        super();
        this.numRef = numRef;
    }

    @Override
    public void run() {
        super.run();
        numRef.addI("a");
    }

}

public class ThreadA extends Thread {

    private HasSelfPrivateNum numRef;

    public ThreadA(HasSelfPrivateNum numRef) {
        super();
        this.numRef = numRef;
    }

    @Override
    public void run() {
        super.run();
        numRef.addI("a");
    }

}

public class Run {

    public static void main(String[] args) {

        HasSelfPrivateNum numRef = new HasSelfPrivateNum();

        ThreadA athread = new ThreadA(numRef);
        athread.start();

        ThreadB bthread = new ThreadB(numRef);
        bthread.start();

    }

}

int num = 0;

num变量为方法内私有变量，不存在线程安全问题！

运行结果为：

a set over！
b set over！
a num=100
b num=200

1.2 实例变量非线程安全

如果多个线程共同访问1个对象中的实例变量，则有可能出现“非线程安全问题”。

public class HasSelfPrivateNum {

    private int num = 0;

    public void addI(String username) {
        try {
            if (username.equals("a")) {
                num = 100;
                System.out.println("a set over!");
                Thread.sleep(2000);
            } else {
                num = 200;
                System.out.println("b set over!");
            }
            System.out.println(username + " num=" + num);
        } catch (InterruptedException e) {
            // TODO Auto-generated catch block
            e.printStackTrace();
        }
    }

}

public class ThreadA extends Thread {

    private HasSelfPrivateNum numRef;

    public ThreadA(HasSelfPrivateNum numRef) {
        super();
        this.numRef = numRef;
    }

    @Override
    public void run() {
        super.run();
        numRef.addI("a");
    }

}

public class ThreadB extends Thread {

    private HasSelfPrivateNum numRef;

    public ThreadB(HasSelfPrivateNum numRef) {
        super();
        this.numRef = numRef;
    }

    @Override
    public void run() {
        super.run();
        numRef.addI("b");
    }

}

public class Run {

    public static void main(String[] args) {

        HasSelfPrivateNum numRef = new HasSelfPrivateNum();

        ThreadA athread = new ThreadA(numRef);
        athread.start();

        ThreadB bthread = new ThreadB(numRef);
        bthread.start();

    }

}

结果如下：

a set over！
b set over！
a num=200
b num=200

上面这个例子中就会出现数据覆盖的情况，不是线程安全的！做修改后，就可以了！

public class HasSelfPrivateNum {

    private int num = 0;

    synchronized public void addI(String username) {
        try {
            if (username.equals("a")) {
                num = 100;
                System.out.println("a set over!");
                Thread.sleep(2000);
            } else {
                num = 200;
                System.out.println("b set over!");
            }
            System.out.println(username + " num=" + num);
        } catch (InterruptedException e) {
            // TODO Auto-generated catch block
            e.printStackTrace();
        }
    }

}

运行结果：
a set over!
a num=100
b set over!
b num=200

两个线程访问同一个对象中的同步方法时一定是线程安全的！

1.3 多个对象多个锁

public class HasSelfPrivateNum {

    private int num = 0;

    synchronized public void addI(String username) {
        try {
            if (username.equals("a")) {
                num = 100;
                System.out.println("a set over!");
                Thread.sleep(2000);
            } else {
                num = 200;
                System.out.println("b set over!");
            }
            System.out.println(username + " num=" + num);
        } catch (InterruptedException e) {
            // TODO Auto-generated catch block
            e.printStackTrace();
        }
    }

}

ThreadA与ThreadB唯有变化

public class Run {

    public static void main(String[] args) {

        HasSelfPrivateNum numRef1 = new HasSelfPrivateNum();
        HasSelfPrivateNum numRef2 = new HasSelfPrivateNum();

        ThreadA athread = new ThreadA(numRef1);
        athread.start();

        ThreadB bthread = new ThreadB(numRef2);
        bthread.start();

    }

}

运行结果：

a set over!
b set over!
b num=200
a num=100

从执行结果上看是异步的。

关键字synchronized获取的锁都是对象锁，而不是一段代码或者方法当作锁，先执行带synchronized关键字的线程持有方法所属对象的Lock，其他线程只能等待，前提是多个线程访问的是同一个对象。

1.4chronized方法与对象锁

public class MyObject {

    synchronized public void methodA() {
        try {
            System.out.println("begin methodA threadName="
                    + Thread.currentThread().getName());
            Thread.sleep(5000);
            System.out.println("end");
        } catch (InterruptedException e) {
            e.printStackTrace();
        }
    }

}

public class ThreadA extends Thread {

    private MyObject object;

    public ThreadA(MyObject object) {
        super();
        this.object = object;
    }

    @Override
    public void run() {
        super.run();
        object.methodA();
    }

}

public class ThreadB extends Thread {

    private MyObject object;

    public ThreadB(MyObject object) {
        super();
        this.object = object;
    }

    @Override
    public void run() {
        super.run();
        object.methodA();
    }
}

public class Run {

    public static void main(String[] args) {
        MyObject object = new MyObject();
        ThreadA a = new ThreadA(object);
        a.setName("A");
        ThreadB b = new ThreadB(object);
        b.setName("B");

        a.start();
        b.start();
    }

}

在methodA()方法前加入synchronized关键字前后的运行结果如下：

begin methodA threadName=A
begin methodA threadName=B
end
end

begin methodA threadName=A
end
begin methodA threadName=B
end

调用关键字synchronized声明的方法一定是排队运行的；只有共享资源的访问才需要同步化。

public class MyObject {

    synchronized public void methodA() {
        try {
            System.out.println("begin methodA threadName="
                    + Thread.currentThread().getName());
            Thread.sleep(5000);
            System.out.println("end endTime=" + System.currentTimeMillis());
        } catch (InterruptedException e) {
            e.printStackTrace();
        }
    }

    synchronized public void methodB() {
        try {
            System.out.println("begin methodB threadName="
                    + Thread.currentThread().getName() + " begin time="
                    + System.currentTimeMillis());
            Thread.sleep(5000);
            System.out.println("end");
        } catch (InterruptedException e) {
            e.printStackTrace();
        }
    }

}

public class ThreadA extends Thread {

    private MyObject object;

    public ThreadA(MyObject object) {
        super();
        this.object = object;
    }

    @Override
    public void run() {
        super.run();
        object.methodA();
    }

}

public class ThreadB extends Thread {

    private MyObject object;

    public ThreadB(MyObject object) {
        super();
        this.object = object;
    }

    @Override
    public void run() {
        super.run();
        object.methodB();
    }
}

public class Run {

    public static void main(String[] args) {
        MyObject object = new MyObject();
        ThreadA a = new ThreadA(object);
        a.setName("A");
        ThreadB b = new ThreadB(object);
        b.setName("B");

        a.start();
        b.start();
    }

}

methodB()方法加上synchronized前后，运行结果如下：

begin methodA threadName=A
begin methodA threadName=B begin time=1403574891268
end
end endTime=1403574896269

begin methodA threadName=A
end endTime=1403575081547
begin methodA threadName=B begin time=1403575081547
end

A线程先持有object对象的锁，B线程可以以异步的方式调用object的非synchronized方法
A线程先持有object对象的锁，B线程可以以异步的方式调用object的synchronized方法则需要等待，也就是同步。

1.5 脏读

脏读--读取实例变量时，此值已经被其他线程更改过了。

public class PublicVar {

    public String username = "A";
    public String password = "AA";

    synchronized public void setValue(String username, String password) {
        try {
            this.username = username;
            Thread.sleep(5000);
            this.password = password;

            System.out.println("setValue method thread name="
                    + Thread.currentThread().getName() + " username="
                    + username + " password=" + password);
        } catch (InterruptedException e) {
            e.printStackTrace();
        }
    }

    synchronized public void getValue() {
        System.out.println("getValue method thread name="
                + Thread.currentThread().getName() + " username=" + username
                + " password=" + password);
    }
}

public class ThreadA extends Thread {

    private PublicVar publicVar;

    public ThreadA(PublicVar publicVar) {
        super();
        this.publicVar = publicVar;
    }

    @Override
    public void run() {
        super.run();
        publicVar.setValue("B", "BB");
    }
}

public class Test {

    public static void main(String[] args) {
        try {
            PublicVar publicVarRef = new PublicVar();
            ThreadA thread = new ThreadA(publicVarRef);
            thread.start();

            Thread.sleep(200);// 

            publicVarRef.getValue();
        } catch (InterruptedException e) {
            // TODO Auto-generated catch block
            e.printStackTrace();
        }

    }
}

出现脏读是因为public void getValue() 不是同步的，加上synchronized关键字前后的运行结果如下：

getValue method thread name=main username=B password=AA
setValue method thread name=Thread-0 username=B password=BB

setValue method thread name=Thread-0 username=B password=BB
getValue method thread name=main username=B password=BB

1.6 synchronized锁重入

当一个线程得到一个对象锁后，再次请求该对象的锁时，是可以再次得到次对象的锁的。

public class Service {

    synchronized public void service1() {
        System.out.println("service1");
        service2();
    }

    synchronized public void service2() {
        System.out.println("service2");
        service3();
    }

    synchronized public void service3() {
        System.out.println("service3");
    }

}


public class MyThread extends Thread {
    @Override
    public void run() {
        Service service = new Service();
        service.service1();
    }

}

public class Run {
    public static void main(String[] args) {
        MyThread t = new MyThread();
        t.start();
    }
}

运行结果如下：

service1
service2
service3

可重入锁--自己可以再次获取自己的内部锁。比如一个线程获取了一个对象锁，此时还未释放锁当其再次想获取该对象的锁时还是可以获取的，不然的话会造成死锁。

可重入锁支持在父子继承的环境中。

public class Main {

    public int i = 10;

    synchronized public void operateIMainMethod() {
        try {
            i--;
            System.out.println("main print i=" + i);
            Thread.sleep(100);
        } catch (InterruptedException e) {
            // TODO Auto-generated catch block
            e.printStackTrace();
        }
    }

}

public class Sub extends Main {

    synchronized public void operateISubMethod() {
        try {
            while (i > 0) {
                i--;
                System.out.println("sub print i=" + i);
                Thread.sleep(100);
                this.operateIMainMethod();
            }
        } catch (InterruptedException e) {
            e.printStackTrace();
        }
    }

}

public class MyThread extends Thread {
    @Override
    public void run() {
        Sub sub = new Sub();
        sub.operateISubMethod();
    }

}

public class Run {
    public static void main(String[] args) {
        MyThread t = new MyThread();
        t.start();
    }
}

运行结果如下：
sub print i=9
main print i=8
sub print i=7
main print i=6
...

子类是完全可以通过“可重入锁”调用父类的同步方法！

1.7 出现异常，锁自动释放

当一个线程执行的代码出现异常的时候，其所持有的锁会自动释放。不影响其他线程的执行。

1.8 同步不具有继承性

public class Main {

    synchronized public void serviceMethod() {
        try {
            System.out.println("int main 下一步sleep begin threadName="
                    + Thread.currentThread().getName() + " time="
                    + System.currentTimeMillis());
            Thread.sleep(5000);
            System.out.println("int main 下一步sleep   end threadName="
                    + Thread.currentThread().getName() + " time="
                    + System.currentTimeMillis());
        } catch (InterruptedException e) {
            e.printStackTrace();
        }
    }

}

public class Sub extends Main {

    @Override
    synchronized public void serviceMethod() {
        try {
            System.out.println("int sub 下一步isleep begin  threadName="
                    + Thread.currentThread().getName() + " time="
                    + System.currentTimeMillis());
            Thread.sleep(5000);
            System.out.println("int sub 下一步sleep   end threadName="
                    + Thread.currentThread().getName() + " time="
                    + System.currentTimeMillis());
            super.serviceMethod();
        } catch (InterruptedException e) {
            // TODO Auto-generated catch block
            e.printStackTrace();
        }
    }

}

public class MyThreadA extends Thread {

    private Sub sub;

    public MyThreadA(Sub sub) {
        super();
        this.sub = sub;
    }

    @Override
    public void run() {
        sub.serviceMethod();
    }

}
public class MyThreadB extends Thread {

    private Sub sub;

    public MyThreadB(Sub sub) {
        super();
        this.sub = sub;
    }

    @Override
    public void run() {
        sub.serviceMethod();
    }
}


public class Test {

    public static void main(String[] args) {
        Sub subRef = new Sub();

        MyThreadA a = new MyThreadA(subRef);
        a.setName("A");
        a.start();

        MyThreadB b = new MyThreadB(subRef);
        b.setName("B");
        b.start();
    }

}

子类的方法再加入synchronized前后的运行结果如下：

int sub 下一步 sleep begin in threadName=A time=1405324477242
int sub 下一步 sleep begin in threadName=B time=1405324477242
...

int sub 下一步 sleep begin in threadName=A time=1405324477242
int sub 下一步 sleep end threadName=B time=1405324477242
...

可以看出继承后重写的方法是不能继承同步属性的，需要重新声明。

最后请各位大佬激情支持！

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正文年R本政府宣布，位于F岛的核电站，受9级特大地震影响，放射性物质发生泄漏。R本人自食恶果不足惜，却给世界环境...
茶点故事阅读 38,986评论 3赞 307
男人毒药：我在死后第九天来索命
文/蒙蒙一、第九天我趴在偏房一处隐蔽的房顶上张望。院中可真热闹，春花似锦、人声如沸。这庄子的主人今日做“春日...
开封第一讲书人阅读 29,959评论 0赞 19
一桩弑父案，背后竟有这般阴谋
文/苍兰香墨我抬头看了看天上的太阳。三九已至，却和暖如春，着一层夹袄步出监牢的瞬间，已是汗流浃背。一阵脚步声响...
开封第一讲书人阅读 31,197评论 1赞 260
情欲美人皮
我被黑心中介骗来泰国打工，没想到刚下飞机就差点儿被人妖公主榨干…… 1. 我叫王不留，地道东北人。一个月前我还...
沈念sama阅读 44,996评论 2赞 349
代替公主和亲
正文我出身青楼，却偏偏与公主长得像，于是被迫代替她去往敌国和亲。传闻我的和亲对象是个残疾皇子，可洞房花烛夜当晚...
茶点故事阅读 42,481评论 2赞 342