Java 中的Sychronized关键字 和线程

本文详细解析了Java多线程中的synchronized关键字的使用方式及其背后的实现机制,通过一个具体的小程序实例,展示了synchronized如何确保线程间的互斥访问,以及其对线程执行流程的影响。文中还探讨了线程执行时间分配的不确定性,以及getValue()方法的执行不受evenIncrement()方法内部操作的直接影响。

   这两天看到<<Thinking in java>> 多线程,里面有个syncrhonized 关键字,以前也稍微接触过一点。

    好像挺令人迷惑的。

     写了个小程序测试了一下:

       程序中,通过getValue()观察i 的变化,来看线程 和Sychronized 关键字之间是怎么工作的。evenIncrement()保证i 是偶数,当i为奇数时,打印 i  的值,并退出。

import java.util.concurrent.ExecutorService;
import java.util.concurrent.Executors;


public class AtomTest implements Runnable {
	private int i = 0;
	public  int getValue(){System.out.println("Got I!"+ i);return i ;}
	private synchronized void evenIncrement (){i++;i++;}
	
	/**
	 * @param args
	 */
	public static void main(String[] args) {
		ExecutorService exec = Executors.newCachedThreadPool();
		AtomTest at = new AtomTest();
		exec.execute(at);
		while(true){
			int val  = at.getValue();
			if(val %2!=0){
				System.out.println(val+ "   i = "+at.getValue()+"  "+at.getValue() );
				System.exit(0);
			}
		}
	}

	@Override
	public void run() {
		while(true){
			evenIncrement();
		}
	}

}

运行结果为:

Got I!0
Got I!5234
Got I!6662
Got I!7647
5999   i = 7521  8088

有意思的是getValue()得到的i 可以不是偶数,否则就不会打印出5999这个奇数。

按道理不是的啊,evenIncrement() 每次都是让变量自增2的呀,i不可能是奇数的。可结果明明就打印出了奇数。

惟一的可能是当evenIncrement()中执行第一个i++时,getValue()获得了i的值。

那Sycrhonized 关键字是干什么的?

应该这样理解: 加了  Sycrhonized 关键字的方法体,里面的元素是“锁着的”,同时该方法只有获得钥匙(可能是java 里的某些权限)才能访问里面的资源(比如这里的 i),而且钥匙只有一把,一次只能由一个方法获得。

  举个栗子:  所谓“一山不容二虎”,“一个花果山只能有一个美猴王”。

                     

                        这里的 i 就相当于 “花果山”,两个美猴王就是加了Syncrhonized的方法。在同一个时间内,只有一个 猴王统治花果山。只有等一个猴王被赶走了,下一个美猴王才                        能来。

                       后来,(另一个方法getValue() )沙僧也来了。沙僧怎么能进花果山啊?沙僧说:“我又不是声明了Sycrhonized 的方法,当然随时都可以来(访问i 的数值)了。”

           也就是说getValue()方法可以随时访问 i,与evenIncrement ()是否完成i++两次操作没有任何关系。于是,打印出的i 就有可能是奇数。

那么,当我们把evenIncrement ()加了Sychronized 之后会怎么样了?答案是:没有输出,程序永远执行下去。这是显而易见的。


输出结果还有一个有意思的现象,可以帮助我们理解线程的一些小原理。

           为什么结果往往不是 1而是其他的,比如5999,按道理说第一次getValue(),应该是1才对啊。

         这就是cpu分配时间片造成的,当程序执行到evenIncrement()时,cpu有时候给它很多时间,它执行了不只一次,所以通常不是1。

而且

System.out.println(val+ "   i = "+at.getValue()+"  "+at.getValue() );
val 的输出值和 at.getValue()+" "+at.getValue() 都不相同,而且两个getValue()获得的值通常也不相同,这就更说了CPU 分配时间的不固定。

      当执行 输出val 后,Cpu也许把时间分配给了evenIncrement(),这样此时i 完成了很多次自加,它的值就不会等于val 的值。


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