JAVA安全執行緒之synchronized關鍵字的正確用法

JAVA安全執行緒關於synchronized關鍵字的用法，今天才知道原來我一直錯了。以為用了synchronized關鍵字包住了代碼就可以線程同步安全了。

測試了下。發現是完全的錯了。synchronized必須正確的使用才是真正的安全執行緒。。。雖然知道這種寫法，一直以為卻由於懶而用了錯誤的方法。

看來基礎還沒有打好。仍需複習加強！工作中犯這種錯誤是不可原諒的，要知道使用synchronized關鍵字的地方都是資料敏感的！汗一把。。。

先貼代碼：

package com;public class ThreadTest {public static void main(String[] args) {MyThread m1 = new MyThread(1);MyThread m2 = new MyThread(2);m1.start();m2.start();}}final class MyThread extends Thread {private int val;public MyThread(int v) {val = v;}//這種做法其實是非安全執行緒的public synchronized void print1(int v) {for (int i = 0; i < 100; i++) {System.out.print(v);}}public void print2(int v) {//安全執行緒synchronized (MyThread.class) {for (int i = 0; i < 100; i++) {System.out.print(v);}}}public void run() {print1(val);// print2(val);}}

還是為了偷懶，汗一把。。。程式員總是懶的吧。能少寫就少寫。我把MyThread寫成了一個匿名的最終的內部類，方便調用。它用了最直接的繼承Thread來實現一個線程類，定義需要啟動並執行run()方法。

首先注釋了print2()方法，看看print1()的結果如何。print1()是一個使用了synchronized關鍵字定義的方法，我一直以為這樣也可以實現安全執行緒。殊不知，我錯了。

我們來直接運行main()方法。控制台列印結果如下：

1212111121212121212121212121212121212121222222212121212。。。

是一連串1和2交叉列印的結果。而我main方法中是先運行m1再運行m2的，顯示沒有做到線程同步！

MyThread m1 = new MyThread(1);MyThread m2 = new MyThread(2);m1.start();m2.start();

接下來我們注釋掉run方法中的print1()，運行print2()；

控制台列印如下：

11111111111111111111111111111111111111111111111111111111111111111111111111111111111111111111111111112222222222222222222222222222222222222222222222222222222222222222222222222222222222222222222222222222

線程果然是安全了，一直以為也知道這種寫法，但由於這種寫法代碼稍微多點也就沒怎麼考慮，今天才意識到這種錯誤。看來有時候不懶還是有好處的。打好基礎很重要。糾正的長期以來的一個錯誤。

下面我們來看看具體原因。

synchronized關鍵字可以作為函數的修飾符，也可作為函數內的語句，也就是平時說的同步方法和同步語句塊。如果再細的分類，synchronized可作用於instance變數、object reference（對象引用）、static函數和class literals(類名稱字面常量)身上。
　　在進一步闡述之前，我們需要明確幾點：
　　A．無論synchronized關鍵字加在方法上還是對象上，它取得的鎖都是對象，而不是把一段代碼或函數當作鎖――而且同步方法很可能還會被其他線程的對象訪問。
　　B．每個對象只有一個鎖（lock）與之相關聯。
　　C．實現同步是要很大的系統開銷作為代價的，甚至可能造成死結，所以盡量避免無謂的同步控制。
　　接著來討論synchronized用到不同地方對代碼產生的影響：
　　假設P1、P2是同一個類的不同對象，這個類中定義了以下幾種情況的同步塊或同步方法，P1、P2就都可以調用它們。
　　1． 把synchronized當作函數修飾符時，範例程式碼如下：

　　Public synchronized void methodAAA()　　{　　//….　　}

　　這也就是同步方法，那這時synchronized鎖定的是哪個對象呢？它鎖定的是調用這個同步方法對象。也就是說，當一個對象P1在不同的線程中執行這個同步方法時，它們之間會形成互斥，達到同步的效果。但是這個對象所屬的Class所產生的另一對象P2卻可以任意調用這個被加了synchronized關鍵字的方法。
　　上邊的範例程式碼等同於如下代碼：

　　public void methodAAA()　　{　　synchronized (this) // (1)　　{　　//…..　　}　　}

　　(1)處的this指的是什麼呢？它指的就是調用這個方法的對象，如P1。可見同步方法實質是將synchronized作用於object reference。――那個拿到了P1對象鎖的線程，才可以調用P1的同步方法，而對P2而言，P1這個鎖與它毫不相干，程式也可能在這種情形下擺脫同步機制的控制，造成資料混亂！

2．同步塊，範例程式碼如下：

　　public void method3(SomeObject so)　　{　　synchronized(so)　　{　　//…..　　}　　}

　　這時，鎖就是so這個對象，誰拿到這個鎖誰就可以運行它所控制的那段代碼。當有一個明確的對象作為鎖時，就可以這樣寫程式，但當沒有明確的對象作為鎖，只是想讓一段代碼同步時，可以建立一個特殊的instance變數（它得是一個對象）來充當鎖：

　　class Foo implements Runnable　　{　　private byte[] lock = new byte[0]; // 特殊的instance變數　　Public void methodA()　　{　　synchronized(lock) { //… }　　}　　//…..　　}

　　註：零長度的byte數組對象建立起來將比任何對象都經濟――查看編譯後的位元組碼：產生零長度的byte[]對象只需3條作業碼，而Object lock = new Object()則需要7行作業碼。
　　3．將synchronized作用於static 函數，範例程式碼如下：

　　Class Foo　　{　　public synchronized static void methodAAA() // 同步的static 函數　　{　　//….　　}　　public void methodBBB()　　{　　synchronized(Foo.class) // class literal(類名稱字面常量)　　}　　}

　　代碼中的methodBBB()方法是把class literal作為鎖的情況，它和同步的static函數產生的效果是一樣的，取得的鎖很特別，是當前調用這個方法的對象所屬的類（Class，而不再是由這個Class產生的某個具體對象了）。
　　記得在《Effective Java》一書中看到過將 Foo.class和 P1.getClass()用於作同步鎖還不一樣，不能用P1.getClass()來達到鎖這個Class的目的。P1指的是由Foo類產生的對象。
　　可以推斷：如果一個類中定義了一個synchronized的static函數A，也定義了一個synchronized 的instance函數B，那麼這個類的同一對象Obj在多線程中分別訪問A和B兩個方法時，不會構成同步，因為它們的鎖都不一樣。A方法的鎖是Obj這個對象，而B的鎖是Obj所屬的那個Class。
　　小結如下：
　　搞清楚synchronized鎖定的是哪個對象，就能協助我們設計更安全的多線程程式。
　　還有一些技巧可以讓我們對共用資源的同步訪問更加安全：
　　1． 定義private 的instance變數+它的 get方法，而不要定義public/protected的instance變數。如果將變數定義為public，對象在外界可以繞過同步方法的控制而直接取得它，並改動它。這也是JavaBean的標準實現方式之一。
　　2． 如果instance變數是一個對象，如數組或ArrayList什麼的，那上述方法仍然不安全，因為當外界對象通過get方法拿到這個instance對象的引用後，又將其指向另一個對象，那麼這個private變數也就變了，豈不是很危險。這個時候就需要將get方法也加上synchronized同步，並且，只返回這個private對象的clone()――這樣，調用端得到的就是對象副本的引用了。