Java进阶学习笔记（五） 多线程编程（二）线程同步安全问题：synchronized的作用与应用、线程安全的类

一. synchronized简介

synchronized用于并发编程中，可以保证在同一时刻，只有一个线程可以执行某个方法或某个代码块

二. 锁方法

先通过runnable实现一个简单的多线程，用synchronized修饰increase
我们的目标是通过两个线程，使用 i++，让 i 增长至20000

public class SynchronizedTest implements Runnable {
    static int  i = 0;

    public synchronized void increase() {
        i++;
    }

    public int getI() {
        return i;
    }

    @Override
    public void run() {
        for (int j = 0; j < 10000; j++) {
            increase();
        }
    }
}

我们在同时开启这两个线程运行，代码如下所示：

    public static void main(String[] args) {
        SynchronizedTest synchronizedTest = new SynchronizedTest();
        Thread t1 = new Thread(synchronizedTest);
        Thread t2 = new Thread(synchronizedTest);
        t1.start();
        t2.start();
        try {
        // join是阻塞主进程，直到线程结束再运行后面的代码
            t1.join();
            t2.join();
        } catch (InterruptedException e) {
            e.printStackTrace();
        }
        System.out.println(synchronizedTest.getI());
    }

结果如下所示（I一定为20000）：

当我们取消掉synchronized，此时SynchronizedTest的代码如下所示：

public class SynchronizedTest implements Runnable {
    static int  i = 0;

    public void increase() {//仅有此处不同，少了synchronized
        i++;
    }

    public int getI() {
        return i;
    }

    @Override
    public void run() {
        for (int j = 0; j < 10000; j++) {
            increase();
        }
    }
}

main函数不变化，再次运行，执行结果如下所示（I会变化）：

说明在没有synchronized的时候，线程可能同时执行increase，使得
线程一的increase：读取 i，i = i + 1
线程二的increase：读取 i，i = i + 1
读取的 i 值相等，使得 i 没有正确的累加。

加了synchronized之后，一个线程需要等待另外一个线程完成后，才能调用
increase，这就使得 i 能够正确变为 20000

三. 代码块

3.1 锁变量（成员锁）

锁的对象是变量。
由于synchronized的参数要求是object，所以原本int i属于基础类型，并不属于object，此处需要将int换成Integer

    private static Integer  i = 0;

    public void increase() {//仅有此处不同，少了synchronized
        synchronized (i) {
            i++;
        }
    }

3.2 锁当前实例（实例对象锁）

this 代表当前实例

    public void increase() {//仅有此处不同，少了synchronized
        synchronized (this) {
            i++;
        }
    }

3.3 锁当前类（Class对象锁）

    public void increase() {//仅有此处不同，少了synchronized
        synchronized (SynchronizedTest.class) {
            i++;
        }
    }

四、线程安全的类

线程不安全	线程安全	其他区别
HashMap	Hashtable	HashMap可以存放 null，Hashtable不能存放null
StringBuilder	StringBuffer	StringBuilder拼接字符串更快（因为少了同步）
ArrayList	Vector	无

4.1 把非线程安全的集合转换为线程安全

ArrayList是非线程安全的，换句话说，多个线程可以同时进入一个ArrayList对象的add方法

借助Collections.synchronizedList，可以把ArrayList转换为线程安全的List。

与此类似的，还有HashSet,LinkedList,HashMap等等非线程安全的类，都通过工具类Collections转换为线程安全的

    public static void main(String[] args) {
        List<Integer> list1 = new ArrayList<>();
        List<Integer> list2 = Collections.synchronizedList(list1);
    }