线程笔记(synchronized)

本文深入探讨了Java中线程同步的实现方式,包括方法同步和块同步,详细解释了synchronized关键字的应用场景和作用机制,通过示例代码演示了不同同步方式的使用,并分析了同步方法和同步块之间的相互制约关系。

线程同步的实现方式有2种——方法同步和块同步,在java中会用到synchronized 这个关键字,它可以修饰:

  • 非静态方法
  • 静态方法
  • 方法块

修饰方法时,注意不能是抽象类的抽象方法,也不能是接口中的方法。

如:

 写道
public synchronized void method1() {
//do something
}

public void method2() {
synchronized (this) {
//do something
}
}

public static synchronized void method3(){
//do something
}

 

 

下面一段文字 引自http://blog.youkuaiyun.com/yakihappy/article/details/3979905

  

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。

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(如 XXX.class)。

 

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。

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。

 

 

上面的文字,前人总结得非常好也很精辟。在此主要是结合一些例子来理解上面的含义。

 

还是按照惯例,直接上代码:

 

public class ThreadSyncDemo {
	/**
	 * Group 1
	 */
	public synchronized void sync1_0() {
		System.out.println("sync1_0");
	}
	
	public synchronized void sync1_1() {
		System.out.println("sync1_1");
	}
	
	public void sync1_2() {
		synchronized (this) {
			System.out.println("sync1_2");
		}		
	}
	
	public void sync1_3() {
		System.out.println("before sync1_3");
		synchronized (this) {
			System.out.println("sync1_3");
		}	
		System.out.println("after sync1_3");
	}	
	
	
	/**
	 * Group 2
	 */
	public static synchronized void sync2_0(){
		System.out.println("sync2_0");
	}
	
	public static synchronized void sync2_1(){
		System.out.println("sync2_1");
	}

	public static void sync2_2() {
		synchronized (ThreadSyncDemo.class) {
			System.out.println("sync2_2");
		}		
	}
	
	public void sync2_3(){
		synchronized (ThreadSyncDemo.class) {
			System.out.println("sync2_3");
		}	
	}
	
	public void sync2_4(){
		synchronized (this.getClass()) {
			System.out.println("sync2_3");
		}	
	}
	
	/**
	 * Group 3
	 */
	private final Object lockObject = new Object();	
	public void sync3_0() {
		synchronized (lockObject) {
			System.out.println("sync3_0");
		}		
	}
	
	public void sync3_1() {
		synchronized (lockObject) {
			System.out.println("sync3_1");
		}		
	}	
	
	/**
	 * Group 4
	 */
	private final static Object SLockObject = new Object();
	public void sync4_0() {
		synchronized (SLockObject) {
			System.out.println("sync4_0");
		}		
	}
	
	public void sync4_1() {
		synchronized (SLockObject) {
			System.out.println("sync4_1");
		}		
	}
	
	public static void sync4_2() {
		synchronized (SLockObject) {
			System.out.println("sync4_2");
		}		
	}
}

 

首先对上述示例来个总结:

 

  1. Group1中,共享数据为自身实例对象,对于同一个实例对象来说这组方法或块互斥。
  2. Group2中,共享数据为类对象,对于此类或此类的实例对象,这组方法或块互斥。
  3. Group3中,共享数据为自身实例对象的一个属性的值对象,对于同一个实例对象来说这组方法或块互斥。
  4. Group4中,共享数据为类对象的一个静态属性的值对象,对于此类或此类的实例对象,这组方法或块互斥。
  5. Group1/2/3/4之间无相关性。

简而言之,synchronized 关键字是用于保护共享数据,只有分清了共享数据,我们才知那些方法或块互为同步。

 

 

此外,上面的示例代码可以按下面的方法来测试:

 

public static void main(String[] args) {
		final ThreadSyncDemo tsd = new ThreadSyncDemo();
		
		new Thread(new Runnable() {
			@Override
			public void run() {
				for (int i = 0; i < 100; i++) {
					tsd.sync4_0(); //
					try {
						Thread.sleep((int) (Math.random() * 1000));
					} catch (InterruptedException e) {
					}
				}

			}
		}).start();
		new Thread(new Runnable() {
			@Override
			public void run() {
				for (int i = 0; i < 100; i++) {
					ThreadSyncDemo.sync4_2(); //
					try {
						Thread.sleep((int) (Math.random() * 1000));
					} catch (InterruptedException e) {
					}
				}

			}
		}).start();
	}
 

使用eclipse在代码8和21行处加入断点,在调试模式下观察2个线程访问同步资源时的运行状态。第8/21行处的代码可以换Group1/2/3/4中的方法进行配对测试。

 

基于分布式模型预测控制的多个固定翼无人机一致性控制(Matlab代码实现)内容概要:本文围绕“基于分布式模型预测控制的多个固定翼无人机一致性控制”展开,采用Matlab代码实现相关算法,属于顶级EI期刊的复现研究成果。文中重点研究了分布式模型预测控制(DMPC)在多无人机系统中的一致性控制问题,通过构建固定翼无人机的动力学模型,结合分布式协同控制策略,实现多无人机在复杂环境下的轨迹一致性和稳定协同飞行。研究涵盖了控制算法设计、系统建模、优化求解及仿真验证全过程,并提供了完整的Matlab代码支持,便于读者复现实验结果。; 适合人群:具备自动控制、无人机系统或优化算法基础,从事科研或工程应用的研究生、科研人员及自动化、航空航天领域的研发工程师;熟悉Matlab编程和基本控制理论者更佳; 使用场景及目标:①用于多无人机协同控制系统的算法研究与仿真验证;②支撑科研论文复现、毕业设计或项目开发;③掌握分布式模型预测控制在实际系统中的应用方法,提升对多智能体协同控制的理解与实践能力; 阅读建议:建议结合提供的Matlab代码逐模块分析,重点关注DMPC算法的构建流程、约束处理方式及一致性协议的设计逻辑,同时可拓展学习文中提及的路径规划、编队控制等相关技术,以深化对无人机集群控制的整体认知。
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