多线程详解三


1.实现同步的方式

同步是多线程中的重要概念。同步的使用可以保证在多线程运行的环境中,程序不会产生设计之外的错误结果。同步的实现方式有两种,同步方法和同步块,这两种方式都要用到synchronized关键字。

①同步方法

给一个方法增加synchronized修饰符之后就可以使它成为同步方法,这个方法可以是静态方法和非静态方法,但是不能是抽象类的抽象方法,也不能是接口中的接口方法。下面代码是一个同步方法的示例:

public synchronized void aMethod() {
	// do something
}

public static synchronized void anotherMethod() {
	// do something
}

线程在执行同步方法时是具有排它性的。当任意一个线程进入到一个对象的任意一个同步方法时,这个对象的所有同步方法都被锁定了,在此期间,其他任何线程都不能访问这个对象的任意一个同步方法,直到这个线程执行完它所调用的同步方法并从中退出,从而导致它释放了该对象的同步锁之后。在一个对象被某个线程锁定之后,其他线程是可以访问这个对象的所有非同步方法的。

②同步块

同步块的形式虽然与同步方法不同,但是原理和效果是一致的。同步块是通过锁定一个指定的对象,来对同步块中包含的代码进行同步;而同步方法是对这个方法块里的代码进行同步,而这种情况下锁定的对象就是同步方法所属的主体对象自身。如果这个方法是静态同步方法呢?那么线程锁定的就不是这个类的对象了,也不是这个类自身,而是这个类对应的java.lang.Class类型的对象。同步方法和同步块之间的相互制约只限于同一个对象之间,所以静态同步方法只受它所属类的其它静态同步方法的制约,而跟这个类的实例(对象)没有关系。下面这段代码演示了同步块的实现方式:

public void test() {
    // 同步锁
    String lock = "LOCK";

    // 同步块
    synchronized (lock) {
        // do something
    }
  
    int i = 0;
    // ...
}

对于作为同步锁的对象并没有什么特别要求,任意一个对象都可以。如果一个对象既有同步方法,又有同步块,那么当其中任意一个同步方法或者同步块被某个线程执行时,这个对象就被锁定了,其他线程无法在此时访问这个对象的同步方法,也不能执行同步块。


2.synchronized和Lock

Lock是一个接口,它位于Java5.0新增的java.utils.concurrent包的子包locks中。concurrent包及其子包中的类都是用来处理多线程编程的。实现Lock接口的类具有与synchronized关键字同样的功能,但是它更加强大一些。java.utils.concurrent.locks.ReentrantLock是较常用的实现了Lock接口的类。 下面是ReentrantLock类的一个应用实例:

private Lock lock = new ReentrantLock();

public void testLock() {
    // 锁定对象
    lock.lock();
    try {
        // do something
    } finally {
        // 释放对对象的锁定
        lock.unlock();
    }
}

lock()方法用于锁定对象,unlock()方法用于释放对对象的锁定,他们都是在Lock接口中定义的方法。位于这两个方法之间的代码在被执行时,效果等同于被放在synchronized同步块中。一般用法是将需要在lock()和unlock()方法之间执行的代码放在try{}块中,并且在finally{}块中调用unlock()方法,这样就可以保证即使在执行代码抛出异常的情况下,对象的锁也总是会被释放,否则的话就会为死锁的产生增加可能。

使用synchronized关键字实现的同步,会把一个对象的所有同步方法和同步块看做一个整体,只要有一个被某个线程调用了,其他的就无法被别的线程执行,即使这些方法或同步块与被调用的代码之间没有任何逻辑关系,这显然降低了程序的运行效率。而使用Lock就能够很好地解决这个问题。我们可以把一个对象中按照逻辑关系把需要同步的方法或代码进行分组,为每个组创建一个Lock类型的对象,对实现同步。那么,当一个同步块被执行时,这个线程只会锁定与当前运行代码相关的其他代码最小集合,而并不影响其他线程对其余同步代码的调用执行。



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