Java
对多线程的支持与同步机制深受大家的喜爱,似乎看起来使用了
synchronized
关键字就可以轻松地解决多线程共享数据同步问题。到底如何?――还得对
synchronized
关键字的作用进行深入了解才可定论。
总的说来,
synchronized
关键字可以作为函数的修饰符,也可作为函数内的语句,也就是平时说的同步方法和同步语句块。如果再细的分类,
synchronized
可作用于
instance
变量、
object reference
(对象引用)、
static
函数和
class literals(
类名称字面常量
)
身上。
在进一步阐述之前,我们需要明确几点:
A
.无论
synchronized
关键字加在方法上还是对象上,它取得的锁都是对象,而不是把一段代码或函数当作锁――而且同步方法很可能还会被其他线程的对象访问。
B
.每个对象只有一个锁(
lock
)与之相关联。
C
.实现同步是要很大的系统开销作为代价的,甚至可能造成死锁,所以尽量避免无谓的同步控制。
接着来讨论
synchronized
用到不同地方对代码产生的影响:
假设
P1
、
P2
是同一个类的不同对象,这个类中定义了以下几种情况的同步块或同步方法,
P1
、
P2
就都可以调用它们。
1.
把
synchronized
当作函数修饰符时,示例代码如下:
Public synchronized void methodAAA()
{
//….
}
这也就是同步方法,那这时
synchronized
锁定的是哪个对象呢?它锁定的是调用这个同步方法对象。也就是说,当一个对象
P1
在不同的线程中执行这个同步方法时,它们之间会形成互斥,达到同步的效果。但是这个对象所属的
Class
所产生的另一对象
P2
却可以任意调用这个被加了
synchronized
关键字的方法。
上边的示例代码等同于如下代码:
public void methodAAA()
{
synchronized (this)
//
(1)
{
//…..
}
}
(1)
处的
this
指的是什么呢?它指的就是调用这个方法的对象,如
P1
。可见同步方法实质是将
synchronized
作用于
object reference
。――那个拿到了
P1
对象锁的线程,才可以调用
P1
的同步方法,而对
P2
而言,
P1
这个锁与它毫不相干,程序也可能在这种情形下摆脱同步机制的控制,造成数据混乱:(
2
.同步块,示例代码如下:
public void method3(SomeObject so)
{
synchronized(so)
{
//…..
}
}
这时,锁就是
so
这个对象,谁拿到这个锁谁就可以运行它所控制的那段代码。当有一个明确的对象作为锁时,就可以这样写程序,但当没有明确的对象作为锁,只是想让一段代码同步时,可以创建一个特殊的
instance
变量(它得是一个对象)来充当锁:
class Foo implements Runnable
{
private byte[] lock = new byte[0];
//
特殊的
instance
变量
Public void methodA()
{
synchronized(lock) { //… }
}
//…..
}
注:零长度的
byte
数组对象创建起来将比任何对象都经济――查看编译后的字节码:生成零长度的
byte[]
对象只需
3
条操作码,而
Object lock = new Object()
则需要
7
行操作码。
3
.将
synchronized
作用于
static
函数,示例代码如下:
Class Foo
{
public synchronized static void methodAAA()
//
同步的
static
函数
{
//….
}
public void methodBBB()
{
synchronized(Foo.class)
//
class literal(
类名称字面常量
)
}
}
代码中的
methodBBB()
方法是把
class literal
作为锁的情况,它和同步的
static
函数产生的效果是一样的,取得的锁很特别,是当前调用这个方法的对象所属的类(
Class
,而不再是由这个
Class
产生的某个具体对象了)。
记得在《
Effective Java
》一书中看到过将
Foo.class
和
P1.getClass()
用于作同步锁还不一样,不能用
P1.getClass()
来达到锁这个
Class
的目的。
P1
指的是由
Foo
类产生的对象。
可以推断:如果一个类中定义了一个
synchronized
的
static
函数
A
,也定义了一个
synchronized
的
instance
函数
B
,那么这个类的同一对象
Obj
在多线程中分别访问
A
和
B
两个方法时,不会构成同步,因为它们的锁都不一样。
A
方法的锁是
Obj
这个对象,而
B
的锁是
Obj
所属的那个
Class
。
小结如下:
搞清楚
synchronized
锁定的是哪个对象,就能帮助我们设计更安全的多线程程序。
还有一些技巧可以让我们对共享资源的同步访问更加安全:
1.
定义
private
的
instance
变量
+
它的
get
方法,而不要定义
public/protected
的
instance
变量。如果将变量定义为
public
,对象在外界可以绕过同步方法的控制而直接取得它,并改动它。这也是
JavaBean
的标准实现方式之一。
2.
如果
instance
变量是一个对象,如数组或
ArrayList
什么的,那上述方法仍然不安全,因为当外界对象通过
get
方法拿到这个
instance
对象的引用后,又将其指向另一个对象,那么这个
private
变量也就变了,岂不是很危险。
这个时候就需要将
get
方法也加上
synchronized
同步,并且,只返回这个
private
对象的
clone()
――这样,调用端得到的就是对象副本的引用了。
Java同步机制浅谈――synchronized对代码作何影响?
最新推荐文章于 2023-11-30 21:23:36 发布