[基础/java]synchronized的基本思想

文章目录

前言
线程的创建方式
synchronized
- 使用场景
- 在何处加
- - 1. 不加synchronized
  - 2. 修饰方法
  - 3. 修饰this
  - 4. 方法内修饰变量
  - 5. synchronized修饰静态
总结

前言

一个进程内可以存在多个线程，一个线程也可以存在多个协程。
在一般的开发环境中，会经常利用到线程。

线程的创建方式

extends Thread
直接继承Thread类，重写run()方法
implements Runnable
最常用的创建方式，实现Runnable接口，重写run()方法
implements Callable
有返回值，重写run()方法

推荐使用implements的方法创建线程

synchronized 使用场景

直接在创建的线程类中加关键字synchronized
新建一个公有类，可作为一项服务，多个线程对该服务进行访问。在这个公有类中加关键字synchronized

在何处加

我们在这里定义一个场景：一个线程可以不停的抢票，直到票数为0

1. 不加synchronized

class MyThread implements Runnable{
	//定义100张票
    private int tickets = 100;
    //打印抢票信息
    public void print(){
        System.out.println(Thread.currentThread().getName()+"抢到了第"+this.tickets+"张票");
    }

    @Override
    public  void run() {
    	//这里的run方法未添加synchronized
        while(this.tickets > 0){
            this.print();
            this.tickets--;
        }
    }
}

public class RunnableDemo {

    public static void main(String[] args) {
        MyThread myThread1 = new MyThread();
        new Thread(myThread1,"A").start();
        new Thread(myThread1,"B").start();
        new Thread(myThread1,"C").start();
        new Thread(myThread1,"D").start();
        new Thread(myThread1,"E").start();
    }
}

部分运行结果

不使用synchronized同步，会出现数据的脏读

2. 修饰方法

class MyThread implements Runnable{

    private int tickets = 100;
    public void print(){
        System.out.println(Thread.currentThread().getName()+"抢到了第"+this.tickets+"张票");
    }

    @Override
    public synchronized void run() {
    	//用synchronized修饰
        while(this.tickets > 0){
            this.print();
            this.tickets--;
        }
    }
}

public class RunnableDemo {
    public static void main(String[] args) {
        MyThread myThread1 = new MyThread();
        new Thread(myThread1,"A").start();
        new Thread(myThread1,"B").start();
        new Thread(myThread1,"C").start();
        new Thread(myThread1,"D").start();
        new Thread(myThread1,"E").start();
    }
}

部分运行结果

使用synchronized同步，数据按照我们所想的方向运行

3. 修饰this

在此部分，只改动run方法的代码

	@Override
    public void run() {
        synchronized (this){
            while(this.tickets > 0){
                this.print();
                this.tickets--;
            }
        }
    }

输出结果和2部分相同，仍是同步的

this 表示的是当前对象的引用，当前对象是谁？线程1、2都实现了同一个方法，自然他们的对象是相同的，this指向的对象都是同一个对象，自然会线程安全、同步输出。

那如果我加一行代码呢？

	@Override
    public void run() {
        System.out.println(Thread.currentThread().getName()+"是非synchronized修饰的方法内的输出");
        synchronized (this){
            while(this.tickets > 0){
                this.print();
                this.tickets--;
            }
        }
    }

看一下输出结果：

在《Java多线程编程核心技术》一书中，有这样一段话： “不在synchronized块中就是异步执行，在synchronized块中就会死同步执行”
上面的例子中，run()方法分为两部分，一部分是普通的输出print，另一部分是synchronized修饰的部分。
普通的输出print部分：异步执行。
synchronized修饰部分：同步执行

【抽象说】

线程A：我们start()了！！！冲！冲！冲！！！！！！！！！！
(众人)：冲！！！！run()！run()！run()！
(众人)：我输出了！我输出了！我输出了！我输出了！我输出了！...
(由于线程B身强体壮，起跑快，冲到了第一个)
线程B：耽误太多时间，事情可就做不完了。抱歉了，兄弟们，先走一步！(说完便拿起锁)
(此时的synchronized块，被线程B私有)
(众人)：卧槽！别啊！给我们锁啊！别让我们阻塞！
线程B：哇哦！AWESOME MAN！！鹅鹅鹅！这是我独享的MOMENT！！！！！
(线程B抢完了所有的票)

4. 方法内修饰变量

synchronized() 修饰的应是Object类
此时我们换一个稍微复杂点的场景

有两个人前来买瓜，有个人卖瓜 ； 瓜摊上有两个瓜：一个10斤、一个15斤 ； 单价2块钱
买瓜的：我 和 华强
我买10斤的，华强买15斤的
我花20块钱，华强花30块钱

变量定义在类中（类中的全局变量）

class Melon{
    private final int singlePrice = 2;												//单价
    private int weight;																//重量

    
    String words = Thread.currentThread().getName()+"说：挑个瓜，告诉我多少钱";

    public void setWeight(int weight) {

        try{
            synchronized (words){
                System.out.println(Thread.currentThread().getName()+"于"+System.currentTimeMillis()+"来了！"+words);
                this.weight = weight ;
                Thread.sleep(1000);
                System.out.println(Thread.currentThread().getName() +"于"+System.currentTimeMillis()+ "买到了瓜，价格为"+this.weight * this.singlePrice);
            }
        }catch (InterruptedException e){
            e.printStackTrace();
        }
    }
}

//我的线程
class Me extends Thread{
    Melon melon;
    Me(Melon melon){
        super();
        this.melon = melon;
    }

    @Override
    public void run() {
        melon.setWeight(10);
    }
}

//华强的线程
class HuaQiang extends Thread{
    Melon melon;
    HuaQiang(Melon melon){
        super();
        this.melon = melon;
    }
    @Override
    public void run() {
        melon.setWeight(15);
    }
}

public class RunnableDemo {

    public static void main(String[] args) {
        Melon melon = new Melon();
        Thread me = new Me(melon);
        Thread huaqiang = new HuaQiang(melon);
        
        me.setName("我");
        huaqiang.setName("华强");
        
        me.start();
        huaqiang.start();
    }
}

输出结果

可以看到时同步输出，排队

变量定义在方法中（方法内的局部变量）

将words变量放在方法内定义

public void setWeight(int weight) {
        String words = Thread.currentThread().getName()+"说：挑个瓜，告诉我多少钱";
        try{
            synchronized (words){
                System.out.println(Thread.currentThread().getName()+"于"+System.currentTimeMillis()+"来了！"+words);
                this.weight = weight ;
                Thread.sleep(1000);
                System.out.println(Thread.currentThread().getName() +"于"+System.currentTimeMillis()+ "买到了瓜，价格为"+this.weight * this.singlePrice);
            }
        }catch (InterruptedException e){
            e.printStackTrace();
        }
    }

可以看到，此时两个线程同时到达函数体内部，是异步运行，而且注意到线程并不安全

【抽象说】

我和华强同时到了，准备了不同的话(String中的内容不同)
我抢先一句：老板，来个瓜
华强几乎同时说：给我挑一个
老板懵了，看到我们是两句话，使用了影分身。
老板1号给我的瓜称重，10斤，20块。
老板2号给华强的瓜称重，15斤，30块。（稍慢了0.00000001纳秒
⚠️此时秤砣是一个，30块覆盖了20块。
老板1号对我说：30块。
老板2号对华强说：30块。
我：？？？

5. synchronized修饰静态

无论是静态方法还是静态变量，在类的初始化中都会率先执行；同时也侧面说明了，静态方法/静态变量是和类绑定的。
同时也可以推断出，synchronized修饰静态，也同时将class类修饰。
class类是单例的，当用synchronized修饰静态时，针对相同类、不同对象、不同方法，仍会同步运行。

总结 1. 只要修饰方法，就会锁类，同步运行 2. synchronized(x) 中
如果线程们访问的x是同一个，或者说x是同一个地址，则是同步，排队运行，保证线程安全；
如果线程们访问的x不是同一个，或者说x是不同的地址，则是异步，同时运行，不能保证线程安全。 3. 用static synchronized修饰时，将class类对象作为锁

[基础/java]synchronized的基本思想

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