淺談Java多線(xiàn)程的同步問(wèn)題

作者： phinecos

多線(xiàn)程的同步依靠的是對象鎖機制，synchronized關(guān)鍵字的背后就是利用了封鎖來(lái)實(shí)現對共享資源的互斥訪(fǎng)問(wèn)。

下面以一個(gè)簡(jiǎn)單的實(shí)例來(lái)進(jìn)行對比分析。實(shí)例要完成的工作非常簡(jiǎn)單，就是創(chuàng )建10個(gè)線(xiàn)程，每個(gè)線(xiàn)程都打印從0到99這100個(gè)數字，我們希望線(xiàn)程之間不會(huì )出現交叉亂序打印，而是順序地打印。

先來(lái)看第一段代碼，這里我們在run()方法中加入了synchronized關(guān)鍵字，希望能對run方法進(jìn)行互斥訪(fǎng)問(wèn)，但結果并不如我們希望那樣，這是因為這里synchronized鎖住的是this對象，即當前運行線(xiàn)程對象本身。代碼中創(chuàng )建了10個(gè)線(xiàn)程，而每個(gè)線(xiàn)程都持有this對象的對象鎖，這不能實(shí)現線(xiàn)程的同步。

代碼
package com.vista;

class MyThread implements java.lang.Runnable
{
private int threadId;

public MyThread(int id)
{
this.threadId = id;
}
@Override
public synchronized void run()
{
for (int i = 0; i < 100; ++i)
{
System.out.println("Thread ID: " + this.threadId + " : " + i);
}
}
}
public class ThreadDemo
{
/**
* @param args
* @throws InterruptedException
*/
public static void main(String[] args) throws InterruptedException
{
for (int i = 0; i < 10; ++i)
{
new Thread(new MyThread(i)).start();
Thread.sleep(1);
}
}
}

從上述代碼段可以得知，要想實(shí)現線(xiàn)程的同步，則這些線(xiàn)程必須去競爭一個(gè)唯一的共享的對象鎖。

基于這種思想，我們將第一段代碼修改如下所示，在創(chuàng )建啟動(dòng)線(xiàn)程之前，先創(chuàng )建一個(gè)線(xiàn)程之間競爭使用的Object對象，然后將這個(gè)Object對象的引用傳遞給每一個(gè)線(xiàn)程對象的lock成員變量。這樣一來(lái)，每個(gè)線(xiàn)程的lock成員都指向同一個(gè)Object對象。我們在run方法中，對lock對象使用synchronzied塊進(jìn)行局部封鎖，這樣就可以讓線(xiàn)程去競爭這個(gè)唯一的共享的對象鎖，從而實(shí)現同步。

代碼
package com.vista;

class MyThread implements java.lang.Runnable
{
private int threadId;
private Object lock;
public MyThread(int id, Object obj)
{
this.threadId = id;
this.lock = obj;
}
@Override
public void run()
{
synchronized(lock)
{
for (int i = 0; i < 100; ++i)
{
System.out.println("Thread ID: " + this.threadId + " : " + i);
}
}
}
}
public class ThreadDemo
{
/**
* @param args
* @throws InterruptedException
*/
public static void main(String[] args) throws InterruptedException
{
Object obj = new Object();
for (int i = 0; i < 10; ++i)
{
new Thread(new MyThread(i, obj)).start();
Thread.sleep(1);
}
}
}

從第二段代碼可知，同步的關(guān)鍵是多個(gè)線(xiàn)程對象競爭同一個(gè)共享資源即可，上面的代碼中是通過(guò)外部創(chuàng )建共享資源，然后傳遞到線(xiàn)程中來(lái)實(shí)現。我們也可以利用類(lèi)成員變量被所有類(lèi)的實(shí)例所共享這一特性，因此可以將lock用靜態(tài)成員對象來(lái)實(shí)現，代碼如下所示：

代碼
package com.vista;

class MyThread implements java.lang.Runnable
{
private int threadId;
private static Object lock = new Object();
public MyThread(int id)
{
this.threadId = id;
}
@Override
public void run()
{
synchronized(lock)
{
for (int i = 0; i < 100; ++i)
{
System.out.println("Thread ID: " + this.threadId + " : " + i);
}
}
}
}
public class ThreadDemo
{
/**
* @param args
* @throws InterruptedException
*/
public static void main(String[] args) throws InterruptedException
{
for (int i = 0; i < 10; ++i)
{
new Thread(new MyThread(i)).start();
Thread.sleep(1);
}
}
}

再來(lái)看第一段代碼，實(shí)例方法中加入sychronized關(guān)鍵字封鎖的是this對象本身，而在靜態(tài)方法中加入sychronized關(guān)鍵字封鎖的就是類(lèi)本身。靜態(tài)方法是所有類(lèi)實(shí)例對象所共享的，因此線(xiàn)程對象在訪(fǎng)問(wèn)此靜態(tài)方法時(shí)是互斥訪(fǎng)問(wèn)的，從而可以實(shí)現線(xiàn)程的同步，代碼如下所示：

代碼
package com.vista;

class MyThread implements java.lang.Runnable
{
private int threadId;

public MyThread(int id)
{
this.threadId = id;
}
@Override
public void run()
{
taskHandler(this.threadId);
}
private static synchronized void taskHandler(int threadId)
{
for (int i = 0; i < 100; ++i)
{
System.out.println("Thread ID: " + threadId + " : " + i);
}
}
}
public class ThreadDemo
{
/**
* @param args
* @throws InterruptedException
*/
public static void main(String[] args) throws InterruptedException
{
for (int i = 0; i < 10; ++i)
{
new Thread(new MyThread(i)).start();
Thread.sleep(1);
}
}
}