跟着实例学习java多线程3-synchronized的多种写法有何区别?

本文探讨了不同写法的同步代码块及其在Java中的应用,解释了以类实例对象作为锁的方法,并对比了静态与非静态同步的区别。此外还提到了线程安全的相关注意事项。

同步代码块是一种有效实现操作原子性的方法,上一章我们讲了一些同步的原子操作的基础。

现在我们回忆一下上一章的两个问题。

1:不同的synchronized的写法有什么区别,又该怎么写创建线程的代码呢?

以class实例对象作为锁的写法

写法1

package com.home.thread;

/**
 * @author gaoxu
 * 
 */
public class SafeThread {
	@safe
	public  void testPrint(){
		 synchronized(SafeThread.class){
			System.out.println("Enter testPrint method !");
			try {
				Thread.sleep(2000);
			} catch (InterruptedException e) {
		
				e.printStackTrace();
			}	
			System.out.println("Exit testPrint method !");
		}
	}
	
}


写法2

package com.home.thread;

/**
 * @author gaoxu
 * 
 */
public class SafeThread {
		
	public static   synchronized  void testPrint(){
			System.out.println("Enter testPrint method !");
			try {
				Thread.sleep(2000);
			} catch (InterruptedException e) {
		
				e.printStackTrace();
			}	
			System.out.println("Exit testPrint method !");
	}
	
}

以上两种写法是以class实例对象为锁的写法,这两种写法的调用线程该怎么写呢?让我们来看下面的例子

写法1,创建当前对象实例,并使用对象实例初始化线程。

package com.home.thread;

/**
 * @author gaoxu
 * 
 */
public class ThreadStart {
	
	public static void main(String[] para){
		SafeThread safe = new SafeThread();
		for(int i=0;i<3;i++){
			ThreadRead1 t1 = new ThreadRead1(safe);
			t1.start();
		}
	}
}

package com.home.thread;

/**
 * @author gaoxu
 *
 */
public class ThreadRead1 extends Thread{
	SafeThread safe = null;
	public ThreadRead1(){
	}
	public ThreadRead1(SafeThread o){
		safe = o;
	}

	public void run()
	{
		safe.testPrint();
	}

}


写法2,可以在线程中创建类实例。

package com.home.thread;

/**
 * @author gaoxu
 * 
 */
public class ThreadStart {
	
	public static void main(String[] para){
		for(int i=0;i<3;i++){
			ThreadRead1 t1 = new ThreadRead1();
			t1.start();
		}
	}
}</span>


<span style="font-size:14px;">package com.home.thread;

/**
 * @author gaoxu
 *
 */
public class ThreadRead1 extends Thread{
	SafeThread safe = null;
	public ThreadRead1(){
	}
	
	public void run()
	{
		safe = new SafeThread();
		safe.testPrint();
	}

}


这两总写法可以起到相同的作用,都可以实现原子的操作,实现同步互斥的调用。


创建内部同步代码块,以当前实例对象作为锁的对象。

写法1

package com.home.thread;

/**
 * @author gaoxu
 * 
 */
public class SafeThread {
		public   synchronized  void testPrint(){
			System.out.println("Enter testPrint method !");
			try {
				Thread.sleep(2000);
			} catch (InterruptedException e) {
		
				e.printStackTrace();
			}	
			System.out.println("Exit testPrint method !");
	}
	
}


package com.home.thread;

/**
 * @author gaoxu
 * 
 */
public class SafeThread {
		public  void testPrint(){
		synchronized(this){
			System.out.println("Enter testPrint method !");
			try {
				Thread.sleep(2000);
			} catch (InterruptedException e) {
		
				e.printStackTrace();
			}	
			System.out.println("Exit testPrint method !");
		}

	
}
	
}<span style="font-size:14px;">
</span>
package com.home.thread;

/**
 * @author gaoxu
 * 
 */
public class SafeThread {
		Object a = new Object();

		
	public   void testPrint(){
		synchronized(a){
			System.out.println("Enter testPrint method !");
			try {
				Thread.sleep(2000);
			} catch (InterruptedException e) {
		
				e.printStackTrace();
			}	
			System.out.println("Exit testPrint method !");
		}

	
}
	
}

这三种写法都是以类的当前实例对象作为锁对象,所以线程调用写法如下;

package com.home.thread;

/**
 * @author gaoxu
 * 
 */
public class ThreadStart {
	
	public static void main(String[] para){
		SafeThread safe = new SafeThread();//当前实例对象
		for(int i=0;i<3;i++){
			ThreadRead1 t1 = new ThreadRead1(safe);
			t1.start();
		}
	}
}
package com.home.thread;

/**
 * @author gaoxu
 *
 */
public class ThreadRead1 extends Thread{
	SafeThread safe = null;
	public ThreadRead1(){
	}
	public ThreadRead1(SafeThread o){
		safe = o;
	}

	public void run()
	{
		safe.testPrint();
	}

}

下面让我们来看一下以class对象和当前对象的区别:

    类.class和static synchronized是对该类所有实例对象枷锁。

    synchronized(this),synchronized,synchronized(object)都是对类的当前实例对象加锁。

具体说明:

      synchronized是对类的当前实例进行加锁,防止其他线程同时访问该类的当前实例的所有synchronized块。static synchronized是控制类的所有实例的访问了,static synchronized是限制线程同时访问jvm中该类的所有实例对应的代码快。在类中某方法或某代码块中有 synchronized,那么在生成一个该类实例后,该类也就有一个监视块,放置线程并发访问该实例synchronized保护块,这个保护块只对当前实例有效,而static synchronized则是所有该类的实例公用一个监视块,放置线程并发访问该类所有实例的保护块,synchronized相当于 this.synchronized,而
static synchronized相当于Something.synchronized。

2:死锁、活跃性问题都是怎么产生的。

后续章节我们重点讨论。

今天的问题是:

1:线程安全除了原子操作还有什么需要注意的。

2:如何确定自己需要实现一个线程安全类。


### Java多线程的实现方法 在Java中,多线程的实现主要依赖于`Thread`类和`Runnable`接口。这两种方式都可以用来创建和启动线程,但它们各有优缺点。 #### 1. 继承`Thread`类 通过继承`Thread`类并重写其`run()`方法,可以创建一个新的线程。这种方式简单直观,但由于Java不支持多重继承,因此如果一个类已经继承了其他类,则不能使用这种方法来实现线程[^3]。 ```java public class MyThread extends Thread { @Override public void run() { // 线程执行的代码 System.out.println("Hello from thread!"); } public static void main(String[] args) { MyThread myThread = new MyThread(); myThread.start(); // 启动新线程 } } ``` #### 2. 实现`Runnable`接口 另一种常见的方法是实现`Runnable`接口。这种方式允许将任务与线程分离,使得代码更加灵活,并且可以在多个线程之间共享同一个`Runnable`实例。这是推荐的做法,因为它避免了多重继承的问题。 ```java public class MyRunnable implements Runnable { @Override public void run() { // 线程执行的代码 System.out.println("Hello from runnable!"); } public static void main(String[] args) { Thread thread = new Thread(new MyRunnable()); thread.start(); // 启动新线程 } } ``` #### 3. 使用`ExecutorService` 对于更复杂的并发需求,Java提供了`ExecutorService`接口,它简化了线程池的管理。通过`Executors`工厂类,可以轻松创建固定大小的线程池、缓存线程池或单一线程池等。这有助于提高应用程序的性能和资源利用率[^2]。 ```java import java.util.concurrent.ExecutorService; import java.util.concurrent.Executors; public class ExecutorExample { public static void main(String[] args) { ExecutorService executor = Executors.newFixedThreadPool(5); // 创建一个包含5个线程的线程池 for (int i = 0; i < 10; i++) { Runnable worker = new WorkerThread(&#39;&#39; + i); executor.execute(worker); // 提交任务给线程池 } executor.shutdown(); // 关闭线程池 } } class WorkerThread implements Runnable { private String command; public WorkerThread(String s) { this.command = s; } @Override public void run() { System.out.println(Thread.currentThread().getName() + " Start. Command = " + command); processCommand(); System.out.println(Thread.currentThread().getName() + " End."); } private void processCommand() { try { Thread.sleep(5000); } catch (InterruptedException e) { e.printStackTrace(); } } } ``` ### 最佳实践 #### 1. 避免死锁 死锁是指两个或更多线程互相等待对方释放资源的情况,导致所有涉及的线程都无法继续执行。为了避免死锁,应确保在获取多个锁时遵循一致的顺序,并尽量减少锁的持有时间[^4]。 #### 2. 正确使用同步机制 为了保证线程安全,需要正确使用同步机制。Java提供了`synchronized`关键字和`ReentrantLock`类来控制对共享资源的访问。使用这些工具时应注意粒度,以防止不必要的性能损失[^4]。 #### 3. 利用线程局部变量(ThreadLocal) 当需要为每个线程提供独立的变量副本时,可以使用`ThreadLocal`类。这样可以避免因线程间共享数据而导致的竞争条件问题。 #### 4. 异常处理 在线程中抛出的未捕获异常可能会导致程序崩溃而没有明确的错误信息。因此,在编写多线程程序时,应该为每个线程设置默认的异常处理器,以便能够妥善处理任未被捕获的异常[^1]。 #### 5. 资源管理和关闭 在使用完线程后,特别是使用`ExecutorService`时,应当调用`shutdown()`方法来优雅地关闭线程池,确保所有的任务都已完成并且系统资源得到释放[^2]。 ---
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