进行多线程编程的时候,需要考虑的是线程间的同步问题。对于共享的资源,需要进行互斥的访问。在Java中可以使用一些手段来达到线程同步的目的:
1. synchronized
2. ThreadLocal,线程本地变量
3. Java.util.concurrent.Lock
Java中,线程会共享堆上的实例变量以及方法区的类变量,而栈上的数据是私有的,不必进行保护。synchronized方法或synchronized块将标记一块监视区域,线程在进入该区域时,需要获得对象锁或类锁,JVM将自动上锁。在这里,我们将探讨synchronized使用时的三种情况:
1. 在对象上使用synchronized
2. 在普通成员方法上使用synchronized
3. 在静态成员方法上使用synchronized
这三种线程同步的表现有何不同?
下面通过三段示例代码来演示这三种情况。这里模拟线程报数的场景。
情况一:在普通成员函数上使用synchronized
public class MyThread extends Thread {
public static void main(String[] args) throws Exception {
for (int i = 1; i < 100; i++) {
MyThread t = new MyThread();
t.setName("Thread="+i);
t.start();
Thread.sleep(100);
}
}
@Override
public synchronized void run() {
for (int i = 1; i < 10000; i++) {
System.out.println(Thread.currentThread().getName() + ":" + i);
}
}
}
对一个成员函数使用synchronized进行加锁,所获取的锁,是方法所在对象本身的对象锁。在这里,每个线程都以自身的对象作为对象锁,要对线程进行同步,要求锁对象必须唯一,所以这里多个线程间同步失败。
情况二:在对象上使用synchronized
这里在类中增加一个成员变量lock,在该变量上使用synchronized:
public class MyThread1 extends Thread {
private String lock;
public MyThread1(String lock) {
this.lock = lock;
}
public static void main(String[] args) throws Exception {
String lock = new String("lock");
for (int i = 1; i < 100; i++) {
Thread t = new MyThread1(lock);
t.setName("Thread=" + i);
t.start();
Thread.sleep(100);
}
}
@Override
public void run() {
synchronized (lock) {
for (int i = 1; i < 10000; i++) {
System.out.println(Thread.currentThread().getName() + ":" + i);
}
}
}
}
100个线程在创建的时候,都传递了同一个lock对象(在main中创建的)去初始化线程类成员lock,因此,这100个线程都在同一个lock对象上进行synchronized同步。因此线程同步成功。
情况三:在静态成员函数上使用synchronized
public class MyThread2 extends Thread {
public static void main(String[] args) throws Exception {
for (int i = 1; i < 10; i++) {
Thread t = new MyThread2();
t.setName("Thread=" + i);
t.start();
Thread.sleep(10);
}
}
public static synchronized void func() {
for (int i = 1; i < 100; i++) {
System.out.println(Thread.currentThread().getName() + ":" + i);
}
}
@Override
public void run() {
func();
}
}
这种情况下,线程获得的锁是对象锁,而对象锁是唯一的,因此多个进程间也能同步成功。