Java代碼品質改進之：同步對象的選擇

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　　在Java中，讓線程同步的一種方式是使用synchronized關鍵字，它可以被用來修飾一段代碼塊，如下：

     synchronized(被鎖的同步對象) {          // 代碼塊：業務代碼     }

　　當synchronized被用來修飾代碼塊的時候表示，如果有多個線程正在執行這段代碼塊，那麼需要等到其中一個線程執行完畢，第二個線程才會再執行它。但是！如果被鎖的同步對象沒有被正確選擇的話，上面的結論是不正確的哦。

到底什麼樣的對象能夠成為一個鎖對象（也叫同步對象）？我們在選擇同步對象的時候，應當始終注意以下幾點：

第一點，需要鎖定的對象在多個線程中是可見的、同一個對象

　　“可見的”這是顯而易見的，如果對象不可見，就不能被鎖定。“同一個對象”，這理解起來也很好理解，如果鎖定的不是同一個對象，那又如何來同步兩個對象呢？可是，不見得我們在這上面不會犯錯誤。為了闡述本建議，我們先類比一個必須使用到鎖的情境：火車站賣火車票。一列火車一共有100張票，一共有3個視窗在同時賣票，代碼如下：

package com.zuikc.thread;public class SynchronizedSample01 {    public static void main(String[] args) {        // 建立        TicketWindow window1 = new TicketWindow("售票視窗1");        TicketWindow window2 = new TicketWindow("售票視窗2");        TicketWindow window3 = new TicketWindow("售票視窗3");        window1.start();        window2.start();        window3.start();    }}class TicketWindow extends Thread {    // 共100個座位    static int ticket = 100;    public TicketWindow(String name) {        super(name);    }    @Override    public void run() {        // 類比賣票        while (ticket > 0) {            System.out.println(this.getName() + "賣出了座位號:" + ticket);            ticket--;            try {                Thread.sleep(10);            } catch (InterruptedException e) {                e.printStackTrace();            }        }    }}

　　可是，運行之後，我們發現我們的火車票有些座位被賣了多次，比如：

　　只要多運行幾次，我們就會看到不同的結果。但是幾乎每次都會有被座位號被賣多次的現象發生。

　　有同學可能會說，簡單：加synchronized鎖定同步對象，於是我們修改代碼：

class TicketWindow extends Thread {    // 共100個座位    static int ticket = 100;    // 定義被鎖的同步對象    Object obj = new Object();    public TicketWindow(String name) {        super(name);    }    @Override    public void run() {        // 想要同步的代碼塊        synchronized (obj) {            // 類比賣票            while (ticket > 0) {                System.out.println(this.getName() + "賣出了座位號:" + ticket);                ticket--;                try {                    Thread.sleep(10);                } catch (InterruptedException e) {                    e.printStackTrace();                }            }        }    }}

       運行之後，我們發現結果沒有任何的改變。為什麼呐？

       因為在3個線程中，我們鎖定的不是同一個對象。

       我們看到，被鎖的是一個執行個體變數，如下：

       Object obj = new Object();

       而存在三個線程，就意味著產生了3個obj，每個線程鎖定的是這3個不同的obj對象，所以，同步代碼塊等於沒有被同步。

       那應該怎麼做呢？最簡單的方法是，我們可以把執行個體變數改成成員變數，即靜態變數，如下：

       Static Object obj = new Object();

       然後，再運行售票代碼，就發現可以解決這個問題了。不信，試試看。

第二個注意事項：非靜態方法中，靜態變數不應作為同步對象

　　上面剛說完，要修正第一點中的樣本，需要將obj變成static。這似乎和本注意事項有矛盾。實際上，第一點中的範例程式碼僅出於示範的目的，在編寫多線程代碼時，我們可以遵循這樣的一個原則：類型的靜態方法應當保證安全執行緒，非靜態方法不需實現安全執行緒。而如果將syncObject變成static，就相當於讓非靜態方法具備執行緒安全性，這帶來的一個問題是，如果應用程式中該類型存在多個執行個體，在遇到這個鎖的時候，都會產生同步，而這可能不是我們原先所願意看到的。

第三點：實值型別（基礎資料型別 (Elementary Data Type)）對象不能作為同步對象

　　實際上，這樣的代碼也不會通過編譯。

實值型別在傳遞另一個線程的時候，會建立一個副本，這相當於每個線程鎖定的也是兩個對象。故，實值型別對象不能作為同步對象。這一點實際也可以歸結到第一點中。

第四點，鎖定字串是完全沒有必要，而且相當危險的

　　這整個過程看上去和實值型別正好相反。字串在虛擬機器中會被暫存到記憶體裡，如果有兩個變數被分配了相同內容的字串，那麼這兩個引用會被指向同一塊記憶體。所以，如果有兩個地方同時使用了synchronized (“abc”)，那麼它們實際鎖定的是同一個對象，導致整個應用程式被阻滯。

第五點：降低同步對象的可見度

　　同步對象一般來說，不應該是一個public變數，我們應該始終考慮降低同步對象的可見度，將我們的同步對象藏起來，只開放給自己或自己的子類就夠了（需要開放給子類的情況其實也不多見）。

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