【186期】一口气说出 Synchronized 同步方法的八种使用场景
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2021-05-05 00:29
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简介
八种使用场景:
两个线程同时访问同一个对象的同步方法
两个线程同时访问两个对象的同步方法
两个线程同时访问(一个或两个)对象的静态同步方法
两个线程分别同时访问(一个或两个)对象的同步方法和非同步方法
两个线程访问同一个对象中的同步方法,同步方法又调用一个非同步方法
两个线程同时访问同一个对象的不同的同步方法
两个线程分别同时访问静态synchronized和非静态synchronized方法
同步方法抛出异常后,JVM会自动释放锁的情况
场景一:两个线程同时访问同一个对象的同步方法
场景二:两个线程同时访问两个对象的同步方法
代码验证:
public class Condition2 implements Runnable {
// 创建两个不同的对象
static Condition2 instance1 = new Condition2();
static Condition2 instance2 = new Condition2();
@Override
public void run() {
method();
}
private synchronized void method() {
System.out.println("线程名:" + Thread.currentThread().getName() + ",运行开始");
try {
Thread.sleep(4000);
} catch (InterruptedException e) {
e.printStackTrace();
}
System.out.println("线程:" + Thread.currentThread().getName() + ",运行结束");
}
public static void main(String[] args) {
Thread thread1 = new Thread(instance1);
Thread thread2 = new Thread(instance2);
thread1.start();
thread2.start();
while (thread1.isAlive() || thread2.isAlive()) {
}
System.out.println("测试结束");
}
}
运行结果:
线程名:Thread-0,运行开始
线程名:Thread-1,运行开始
线程:Thread-0,运行结束
线程:Thread-1,运行结束
测试结束
代码分析:
场景三:两个线程同时访问(一个或两个)对象的静态同步方法
场景四:两个线程分别同时访问(一个或两个)对象的同步方法和非同步方法
我们可以确定是线程不安全的,如果方法不加
synchronized
都是安全的,那就不需要同步方法了。验证下我们的结论:public class Condition4 implements Runnable {
static Condition4 instance = new Condition4();
@Override
public void run() {
//两个线程访问同步方法和非同步方法
if (Thread.currentThread().getName().equals("Thread-0")) {
//线程0,执行同步方法method0()
method0();
}
if (Thread.currentThread().getName().equals("Thread-1")) {
//线程1,执行非同步方法method1()
method1();
}
}
// 同步方法
private synchronized void method0() {
System.out.println("线程名:" + Thread.currentThread().getName() + ",同步方法,运行开始");
try {
Thread.sleep(4000);
} catch (InterruptedException e) {
e.printStackTrace();
}
System.out.println("线程:" + Thread.currentThread().getName() + ",同步方法,运行结束");
}
// 普通方法
private void method1() {
System.out.println("线程名:" + Thread.currentThread().getName() + ",普通方法,运行开始");
try {
Thread.sleep(4000);
} catch (InterruptedException e) {
e.printStackTrace();
}
System.out.println("线程:" + Thread.currentThread().getName() + ",普通方法,运行结束");
}
public static void main(String[] args) {
Thread thread1 = new Thread(instance);
Thread thread2 = new Thread(instance);
thread1.start();
thread2.start();
while (thread1.isAlive() || thread2.isAlive()) {
}
System.out.println("测试结束");
}
}
运行结果:
线程名:Thread-0,同步方法,运行开始
线程名:Thread-1,普通方法,运行开始
线程:Thread-0,同步方法,运行结束
线程:Thread-1,普通方法,运行结束
测试结束
结果分析
场景五:两个线程访问同一个对象中的同步方法,同步方法又调用一个非同步方法
public class Condition8 implements Runnable {
static Condition8 instance = new Condition8();
@Override
public void run() {
if (Thread.currentThread().getName().equals("Thread-0")) {
//直接调用普通方法
method2();
} else {
// 先调用同步方法,在同步方法内调用普通方法
method1();
}
}
// 同步方法
private static synchronized void method1() {
System.out.println("线程名:" + Thread.currentThread().getName() + ",同步方法,运行开始");
try {
Thread.sleep(2000);
} catch (InterruptedException e) {
e.printStackTrace();
}
System.out.println("线程:" + Thread.currentThread().getName() + ",同步方法,运行结束,开始调用普通方法");
method2();
}
// 普通方法
private static void method2() {
System.out.println("线程名:" + Thread.currentThread().getName() + ",普通方法,运行开始");
try {
Thread.sleep(4000);
} catch (InterruptedException e) {
e.printStackTrace();
}
System.out.println("线程:" + Thread.currentThread().getName() + ",普通方法,运行结束");
}
public static void main(String[] args) {
// 此线程直接调用普通方法
Thread thread0 = new Thread(instance);
// 这两个线程直接调用同步方法
Thread thread1 = new Thread(instance);
Thread thread2 = new Thread(instance);
thread0.start();
thread1.start();
thread2.start();
while (thread0.isAlive() || thread1.isAlive() || thread2.isAlive()) {
}
System.out.println("测试结束");
}
}
运行结果:
线程名:Thread-0,普通方法,运行开始
线程名:Thread-1,同步方法,运行开始
线程:Thread-1,同步方法,运行结束,开始调用普通方法
线程名:Thread-1,普通方法,运行开始
线程:Thread-0,普通方法,运行结束
线程:Thread-1,普通方法,运行结束
线程名:Thread-2,同步方法,运行开始
线程:Thread-2,同步方法,运行结束,开始调用普通方法
线程名:Thread-2,普通方法,运行开始
线程:Thread-2,普通方法,运行结束
测试结束
结果分析:
synchronized
关键字,使其变成一个同步方法,这样就变成了《场景五:两个线程同时访问同一个对象的不同的同步方法》,这种场景下,大家就很清楚的看到,同一个对象中的两个同步方法,不管哪个线程调用,都是线程安全的了。场景六:两个线程同时访问同一个对象的不同的同步方法
public class Condition5 implements Runnable {
static Condition5 instance = new Condition5();
@Override
public void run() {
if (Thread.currentThread().getName().equals("Thread-0")) {
//线程0,执行同步方法method0()
method0();
}
if (Thread.currentThread().getName().equals("Thread-1")) {
//线程1,执行同步方法method1()
method1();
}
}
private synchronized void method0() {
System.out.println("线程名:" + Thread.currentThread().getName() + ",同步方法0,运行开始");
try {
Thread.sleep(4000);
} catch (InterruptedException e) {
e.printStackTrace();
}
System.out.println("线程:" + Thread.currentThread().getName() + ",同步方法0,运行结束");
}
private synchronized void method1() {
System.out.println("线程名:" + Thread.currentThread().getName() + ",同步方法1,运行开始");
try {
Thread.sleep(4000);
} catch (InterruptedException e) {
e.printStackTrace();
}
System.out.println("线程:" + Thread.currentThread().getName() + ",同步方法1,运行结束");
}
//运行结果:串行
public static void main(String[] args) {
Thread thread1 = new Thread(instance);
Thread thread2 = new Thread(instance);
thread1.start();
thread2.start();
while (thread1.isAlive() || thread2.isAlive()) {
}
System.out.println("测试结束");
}
}
运行结果:
线程名:Thread-1,同步方法1,运行开始
线程:Thread-1,同步方法1,运行结束
线程名:Thread-0,同步方法0,运行开始
线程:Thread-0,同步方法0,运行结束
测试结束
结果分析:
所以对于同一个实例(instance),两个线程拿到的锁是同一把锁,此时同步方法会串行执行。这也是
synchronized
关键字的可重入性的一种体现。场景七:两个线程分别同时访问静态synchronized和非静态synchronized方法
synchronized
方法属于类锁,锁对象是(*.class)
对象,非静态synchronized
方法属于对象锁中的方法锁,锁对象是this
对象。两个线程拿到的是不同的锁,自然不会相互影响。结论:代码实现:
public class Condition6 implements Runnable {
static Condition6 instance = new Condition6();
@Override
public void run() {
if (Thread.currentThread().getName().equals("Thread-0")) {
//线程0,执行静态同步方法method0()
method0();
}
if (Thread.currentThread().getName().equals("Thread-1")) {
//线程1,执行非静态同步方法method1()
method1();
}
}
// 重点:用static synchronized 修饰的方法,属于类锁,锁对象为(*.class)对象。
private static synchronized void method0() {
System.out.println("线程名:" + Thread.currentThread().getName() + ",静态同步方法0,运行开始");
try {
Thread.sleep(4000);
} catch (InterruptedException e) {
e.printStackTrace();
}
System.out.println("线程:" + Thread.currentThread().getName() + ",静态同步方法0,运行结束");
}
// 重点:synchronized 修饰的方法,属于方法锁,锁对象为(this)对象。
private synchronized void method1() {
System.out.println("线程名:" + Thread.currentThread().getName() + ",非静态同步方法1,运行开始");
try {
Thread.sleep(4000);
} catch (InterruptedException e) {
e.printStackTrace();
}
System.out.println("线程:" + Thread.currentThread().getName() + ",非静态同步方法1,运行结束");
}
//运行结果:并行
public static void main(String[] args) {
//问题原因: 线程1的锁是类锁(*.class)对象,线程2的锁是方法锁(this)对象,两个线程的锁不一样,自然不会互相影响,所以会并行执行。
Thread thread1 = new Thread(instance);
Thread thread2 = new Thread(instance);
thread1.start();
thread2.start();
while (thread1.isAlive() || thread2.isAlive()) {
}
System.out.println("测试结束");
}
运行结果:
线程名:Thread-0,静态同步方法0,运行开始
线程名:Thread-1,非静态同步方法1,运行开始
线程:Thread-1,非静态同步方法1,运行结束
线程:Thread-0,静态同步方法0,运行结束
测试结束
场景八:同步方法抛出异常后,JVM会自动释放锁的情况
synchronized
释放锁的场景:代码实现:
public class Condition7 implements Runnable {
private static Condition7 instance = new Condition7();
@Override
public void run() {
if (Thread.currentThread().getName().equals("Thread-0")) {
//线程0,执行抛异常方法method0()
method0();
}
if (Thread.currentThread().getName().equals("Thread-1")) {
//线程1,执行正常方法method1()
method1();
}
}
private synchronized void method0() {
System.out.println("线程名:" + Thread.currentThread().getName() + ",运行开始");
try {
Thread.sleep(4000);
} catch (InterruptedException e) {
e.printStackTrace();
}
//同步方法中,当抛出异常时,JVM会自动释放锁,不需要手动释放,其他线程即可获取到该锁
System.out.println("线程名:" + Thread.currentThread().getName() + ",抛出异常,释放锁");
throw new RuntimeException();
}
private synchronized void method1() {
System.out.println("线程名:" + Thread.currentThread().getName() + ",运行开始");
try {
Thread.sleep(4000);
} catch (InterruptedException e) {
e.printStackTrace();
}
System.out.println("线程:" + Thread.currentThread().getName() + ",运行结束");
}
public static void main(String[] args) {
Thread thread1 = new Thread(instance);
Thread thread2 = new Thread(instance);
thread1.start();
thread2.start();
while (thread1.isAlive() || thread2.isAlive()) {
}
System.out.println("测试结束");
}
}
运行结果:
线程名:Thread-0,运行开始
线程名:Thread-0,抛出异常,释放锁
线程名:Thread-1,运行开始
Exception in thread "Thread-0" java.lang.RuntimeException
at com.study.synchronize.conditions.Condition7.method0(Condition7.java:34)
at com.study.synchronize.conditions.Condition7.run(Condition7.java:17)
at java.lang.Thread.run(Thread.java:748)
线程:Thread-1,运行结束
测试结束
结果分析:
总结
synchronized
各种使用场景,以及各种场景发生的原因和结论。我们分析的理论基础都是synchronized
关键字的锁对象究竟是谁?多个线程之间竞争的是否是同一把锁?根据这个条件来判断线程是否是安全的。所以,有了这些场景的分析锻炼后,我们在以后使用多线程编程时,也可以通过分析锁对象的方式,判断出线程是否是安全的,从而避免此类问题的出现。synchronized
关键字的最重要的各种使用场景,也是面试官常常会问到的高频问题,是一篇值得大家仔细阅读和亲自动手实践的文章,喜欢本文请点赞和收藏。推荐阅读:
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