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多線程的同步依靠的是對象鎖機制，synchronized關鍵字的背後就是利用了封鎖來實現對共用資源的互斥訪問。
下面以一個簡單的執行個體來進行對比分析。執行個體要完成的工作非常簡單，就是建立10個線程，每個線程都列印從0到99這100個數字，我們希望線程之間不會出現交叉亂序列印，而是順序地列印。
先來看第一段代碼，這裡我們在run()方法中加入了synchronized關鍵字，希望能對run方法進行互斥訪問，但結果並不如我們希望那樣，這是因為這裡synchronized鎖住的是this對象，即當前運行線程對象本身。代碼中建立了10個線程，而每個線程都持有this對象的對象鎖，這不能實現線程的同步。
代碼package com.vista;
class MyThread implements java.lang.Runnable
{
private int threadId;
public MyThread(int id)
{
this.threadId = id;
}
@Override
public synchronized void run()
{
for (int i = 0; i < 100; ++i)
{
System.out.println("Thread ID: " + this.threadId + " : " + i);
}
}
}
public class ThreadDemo
{
/**
* @param args
* @throws InterruptedException
*/
public static void main(String[] args) throws InterruptedException
{
for (int i = 0; i < 10; ++i)
{
new Thread(new MyThread(i)).start();
Thread.sleep(1);
}
}
}
從上述程式碼片段可以得知，要想實現線程的同步，則這些線程必須去競爭一個唯一的共用的對象鎖。
基於這種思想，我們將第一段代碼修改如下所示，在建立啟動線程之前，先建立一個線程之間競爭使用的Object對象，然後將這個Object對象的引用傳遞給每一個線程對象的lock成員變數。這樣一來，每個線程的lock成員都指向同一個Object對象。我們在run方法中，對lock對象使用synchronzied塊進行局部封鎖，這樣就可以讓線程去競爭這個唯一的共用的對象鎖，從而實現同步。
代碼package com.vista;
class MyThread implements java.lang.Runnable
{
private int threadId;
private Object lock;
public MyThread(int id, Object obj)
{
this.threadId = id;
this.lock = obj;
}
@Override
public void run()
{
synchronized(lock)
{
for (int i = 0; i < 100; ++i)
{
System.out.println("Thread ID: " + this.threadId + " : " + i);
}
}
}
}
public class ThreadDemo
{
/**
* @param args
* @throws InterruptedException
*/
public static void main(String[] args) throws InterruptedException
{
Object obj = new Object();
for (int i = 0; i < 10; ++i)
{
new Thread(new MyThread(i, obj)).start();
Thread.sleep(1);
}
}
}
從第二段代碼可知，同步的關鍵是多個線程對象競爭同一個共用資源即可，上面的代碼中是通過外部建立共用資源，然後傳遞到線程中來實現。我們也可以利用類成員變數被所有類的執行個體所共用這一特性，因此可以將lock用靜態成員對象來實現，代碼如下所示：
代碼package com.vista;
class MyThread implements java.lang.Runnable
{
private int threadId;
private static Object lock = new Object();
public MyThread(int id)
{
this.threadId = id;
}
@Override
public void run()
{
synchronized(lock)
{
for (int i = 0; i < 100; ++i)
{
System.out.println("Thread ID: " + this.threadId + " : " + i);
}
}
}
}
public class ThreadDemo
{
/**
* @param args
* @throws InterruptedException
*/
public static void main(String[] args) throws InterruptedException
{
for (int i = 0; i < 10; ++i)
{
new Thread(new MyThread(i)).start();
Thread.sleep(1);
}
}
}
再來看第一段代碼，執行個體方法中加入sychronized關鍵字封鎖的是this對象本身，而在靜態方法中加入sychronized關鍵字封鎖的就是類本身。靜態方法是所有類執行個體對象所共用的，因此線程對象在訪問此靜態方法時是互斥訪問的，從而可以實現線程的同步，代碼如下所示：
代碼package com.vista;
class MyThread implements java.lang.Runnable
{
private int threadId;
public MyThread(int id)
{
this.threadId = id;
}
@Override
public void run()
{
taskHandler(this.threadId);
}
private static synchronized void taskHandler(int threadId)
{
for (int i = 0; i < 100; ++i)
{
System.out.println("Thread ID: " + threadId + " : " + i);
}
}
}
public class ThreadDemo
{
/**
* @param args
* @throws InterruptedException
*/
public static void main(String[] args) throws InterruptedException
{
for (int i = 0; i < 10; ++i)
{
new Thread(new MyThread(i)).start();
Thread.sleep(1);
}
}
}
淺談Java多線程的同步問題
