多線程同步的實現最終依賴鎖機制。我們可以想象某一共用資源是一間屋子,每個人都是一個線程。當A希望進入房間時,他必須獲得門鎖,一旦A獲得門鎖,他進去後就立刻將門鎖上,於是B,C,D...就不得不在門外等待,直到A釋放鎖出來後,B,C,D...中的某一人搶到了該鎖(具體搶法依賴於JVM的實現,可以先到先得,也可以隨機挑選),然後進屋又將門鎖上。這樣,任一時刻最多有一人在屋內(使用共用資源)。
Java語言規範內建了對多線程的支援。對於Java程式來說,每一個對象執行個體都有一把“鎖”,一旦某個線程獲得了該鎖,別的線程如果希望獲得該鎖,只能等待這個線程釋放鎖之後。獲得鎖的方法只有一個,就是synchronized關鍵字。例如:
public class SharedResource {
private int count = 0;
public int getCount() { return count; }
public synchronized void setCount(int count) { this.count = count; }
}
同步方法public synchronized void setCount(int count) { this.count = count; } 事實上相當於:
public void setCount(int count) {
synchronized(this) { // 在此獲得this鎖
this.count = count;
} // 在此釋放this鎖
}
紅色部分表示需要同步的程式碼片段,該地區為“危險地區”,如果兩個以上的線程同時執行,會引發衝突,因此,要更改SharedResource的內部狀態,必須先獲得SharedResource執行個體的鎖。
退出synchronized塊時,線程擁有的鎖自動釋放,於是,別的線程又可以擷取該鎖了。
為了提高效能,不一定要鎖定this,例如,SharedResource有兩個獨立變化的變數:
public class SharedResouce {
private int a = 0;
private int b = 0;
public synchronized void setA(int a) { this.a = a; }
public synchronized void setB(int b) { this.b = b; }
}
若同步整個方法,則setA()的時候無法setB(),setB()時無法setA()。為了提高效能,可以使用不同對象的鎖:
public class SharedResouce {
private int a = 0;
private int b = 0;
private Object sync_a = new Object();
private Object sync_b = new Object();
public void setA(int a) {
synchronized(sync_a) {
this.a = a;
}
}
public synchronized void setB(int b) {
synchronized(sync_b) {
this.b = b;
}
}
}