对synchronized(this)的一些理解

一、当两个并发线程访问同一个对象object中的这个synchronized(this)同步代码块时，一个时间内只能有一个线程得到执行。另一个线程必须等待当前线程执行完这个代码块以后才能执行该代码块。



二、然而，当一个线程访问object的一个synchronized(this)同步代码块时，另一个线程仍然可以访问该object中的非synchronized(this)同步代码块。



三、尤其关键的是，当一个线程访问object的一个synchronized(this)同步代码块时，其他线程对object中所有其它synchronized(this)同步代码块的访问将被阻塞。



四、第三个例子同样适用其它同步代码块。也就是说，当一个线程访问object的一个synchronized(this)同步代码块时，它就获得了这个object的对象锁。结果，其它线程对该object对象所有同步代码部分的访问都被暂时阻塞。



五、以上规则对其它对象锁同样适用.



举例说明：



一、当两个并发线程访问同一个对象object中的这个synchronized(this)同步代码块时，一个时间内只能有一个线程得到执行。另一个线程必须等待当前线程执行完这个代码块以后才能执行该代码块。



package ths;

public class Thread1 implements Runnable {
public void run() {
synchronized(this) {
for (int i = 0; i < 5; i++) {
System.out.println(Thread.currentThread().getName() + " synchronized loop " + i);
}
}
}
public static void main(String[] args) {
Thread1 t1 = new Thread1();
Thread ta = new Thread(t1, "A");
Thread tb = new Thread(t1, "B");
ta.start();
tb.start();
}
}



结果：



A synchronized loop 0
A synchronized loop 1
A synchronized loop 2
A synchronized loop 3
A synchronized loop 4
B synchronized loop 0
B synchronized loop 1
B synchronized loop 2
B synchronized loop 3
B synchronized loop 4



二、然而，当一个线程访问object的一个synchronized(this)同步代码块时，另一个线程仍然可以访问该object中的非synchronized(this)同步代码块。



package ths;

public class Thread2 {
public void m4t1() {
synchronized(this) {
int i = 5;
while( i-- > 0) {
System.out.println(Thread.currentThread().getName() + " : " + i);
try {
Thread.sleep(500);
} catch (InterruptedException ie) {
}
}
}
}
public void m4t2() {
int i = 5;
while( i-- > 0) {
System.out.println(Thread.currentThread().getName() + " : " + i);
try {
Thread.sleep(500);
} catch (InterruptedException ie) {
}
}
}
public static void main(String[] args) {
final Thread2 myt2 = new Thread2();
Thread t1 = new Thread(
new Runnable() {
public void run() {
myt2.m4t1();
}
}, "t1"
);
Thread t2 = new Thread(
new Runnable() {
public void run() {
myt2.m4t2();
}
}, "t2"
);
t1.start();
t2.start();
}
}



结果：



t1 : 4
t2 : 4
t1 : 3
t2 : 3
t1 : 2
t2 : 2
t1 : 1
t2 : 1
t1 : 0
t2 : 0



三、尤其关键的是，当一个线程访问object的一个synchronized(this)同步代码块时，其他线程对object中所有其它synchronized(this)同步代码块的访问将被阻塞。



//修改Thread2.m4t2()方法：

public void m4t2() {
synchronized(this) {
int i = 5;
while( i-- > 0) {
System.out.println(Thread.currentThread().getName() + " : " + i);
try {
Thread.sleep(500);
} catch (InterruptedException ie) {
}
}
}

}



结果：



t1 : 4
t1 : 3
t1 : 2
t1 : 1
t1 : 0
t2 : 4
t2 : 3
t2 : 2
t2 : 1
t2 : 0



四、第三个例子同样适用其它同步代码块。也就是说，当一个线程访问object的一个synchronized(this)同步代码块时，它就获得了这个object的对象锁。结果，其它线程对该object对象所有同步代码部分的访问都被暂时阻塞。



//修改Thread2.m4t2()方法如下：

public synchronized void m4t2() {
int i = 5;
while( i-- > 0) {
System.out.println(Thread.currentThread().getName() + " : " + i);
try {
Thread.sleep(500);
} catch (InterruptedException ie) {
}
}
}



结果：



t1 : 4
t1 : 3
t1 : 2
t1 : 1
t1 : 0
t2 : 4
t2 : 3
t2 : 2
t2 : 1
t2 : 0



五、以上规则对其它对象锁同样适用:



package ths;

public class Thread3 {
class Inner {
private void m4t1() {
int i = 5;
while(i-- > 0) {
System.out.println(Thread.currentThread().getName() + " : Inner.m4t1()=" + i);
try {
Thread.sleep(500);
} catch(InterruptedException ie) {
}
}
}
private void m4t2() {
int i = 5;
while(i-- > 0) {
System.out.println(Thread.currentThread().getName() + " : Inner.m4t2()=" + i);
try {
Thread.sleep(500);
} catch(InterruptedException ie) {
}
}
}
}
private void m4t1(Inner inner) {
synchronized(inner) { //使用对象锁
inner.m4t1();
}
}
private void m4t2(Inner inner) {
inner.m4t2();
}
public static void main(String[] args) {
final Thread3 myt3 = new Thread3();
final Inner inner = myt3.new Inner();
Thread t1 = new Thread(
new Runnable() {
public void run() {
myt3.m4t1(inner);
}
}, "t1"
);
Thread t2 = new Thread(
new Runnable() {
public void run() {
myt3.m4t2(inner);
}
}, "t2"
);
t1.start();
t2.start();
}
}



结果：

尽管线程t1获得了对Inner的对象锁，但由于线程t2访问的是同一个Inner中的非同步部分。所以两个线程互不干扰。



t1 : Inner.m4t1()=4
t2 : Inner.m4t2()=4
t1 : Inner.m4t1()=3
t2 : Inner.m4t2()=3
t1 : Inner.m4t1()=2
t2 : Inner.m4t2()=2
t1 : Inner.m4t1()=1
t2 : Inner.m4t2()=1
t1 : Inner.m4t1()=0
t2 : Inner.m4t2()=0



现在在Inner.m4t2()前面加上synchronized：



private synchronized void m4t2() {
int i = 5;
while(i-- > 0) {
System.out.println(Thread.currentThread().getName() + " : Inner.m4t2()=" + i);
try {
Thread.sleep(500);
} catch(InterruptedException ie) {
}
}
}



结果：

尽管线程t1与t2访问了同一个Inner对象中两个毫不相关的部分,但因为t1先获得了对Inner的对象锁，所以t2对Inner.m4t2()的访问也被阻塞，因为m4t2()是Inner中的一个同步方法。



t1 : Inner.m4t1()=4
t1 : Inner.m4t1()=3
t1 : Inner.m4t1()=2
t1 : Inner.m4t1()=1
t1 : Inner.m4t1()=0
t2 : Inner.m4t2()=4
t2 : Inner.m4t2()=3
t2 : Inner.m4t2()=2
t2 : Inner.m4t2()=1
t2 : Inner.m4t2()=0

在编写一个类时，如果该类中的代码可能运行于多线程环境下，那么就要考虑同步的问题。在Java中内置了语言级的同步原语－－synchronized，这也大大简化了Java中多线程同步的使用。我们首先编写一个非常简单的多线程的程序，是模拟银行中的多个线程同时对同一个储蓄账户进行存款、取款操作的。
在程序中我们使用了一个简化版本的Account类，代表了一个银行账户的信息。在主程序中我们首先生成了1000个线程，然后启动它们，每一个线程都对John的账户进行存100元，然后马上又取出100元。这样，对于John的账户来说，最终账户的余额应该是还是1000元才对。然而运行的结果却超出我们的想像，首先来看看我们的演示代码：

class Account {
String name;
float amount;


public Account(String name, float amount) {
this.name = name;
this.amount = amount;
}

public void deposit(float amt) {
float tmp = amount;
tmp += amt;

try {
Thread.sleep(100);//模拟其它处理所需要的时间，比如刷新数据库等
} catch (InterruptedException e) {
// ignore
}

amount = tmp;
}

public void withdraw(float amt) {
float tmp = amount;
tmp -= amt;

try {
Thread.sleep(100);//模拟其它处理所需要的时间，比如刷新数据库等
} catch (InterruptedException e) {
// ignore
}

amount = tmp;
}

public float getBalance() {
return amount;
}
}



public class AccountTest{
private static int NUM_OF_THREAD = 1000;
static Thread[] threads = new Thread[NUM_OF_THREAD];

public static void main(String[] args){
final Account acc = new Account("John", 1000.0f);
for (int i = 0; i< NUM_OF_THREAD; i++) {
threads[i] = new Thread(new Runnable() {
public void run() {
acc.deposit(100.0f);
acc.withdraw(100.0f);
}
});
threads[i].start();
}

for (int i=0; i try {
threads[i].join(); //等待所有线程运行结束
} catch (InterruptedException e) {
// ignore
}
}
System.out.println("Finally, John's balance is:" + acc.getBalance());
}

}

注意，上面在Account的deposit和withdraw方法中之所以要把对amount的运算使用一个临时变量首先存储，sleep一段时间，然后，再赋值给amount，是为了模拟真实运行时的情况。因为在真实系统中，账户信息肯定是存储在持久媒介中，比如RDBMS中，此处的睡眠的时间相当于比较耗时的数据库操作，最后把临时变量tmp的值赋值给amount相当于把amount的改动写入数据库中。运行AccountTest，结果如下（每一次结果都会不同）：

E:\java\exer\bin>java AccountTest
Finally, John's balance is:3900.0

E:\java\exer\bin>java AccountTest
Finally, John's balance is:4900.0

E:\java\exer\bin>java AccountTest
Finally, John's balance is:4700.0

E:\java\exer\bin>java AccountTest
Finally, John's balance is:3900.0

E:\java\exer\bin>java AccountTest
Finally, John's balance is:3900.0

E:\java\exer\bin>java AccountTest
Finally, John's balance is:5200.0

为什么会出现这样的问题？这就是多线程中的同步的问题。在我们的程序中，Account中的amount会同时被多个线程所访问，这就是一个竞争资源，通常称作竞态条件。对于这样的多个线程共享的资源我们必须进行同步，以避免一个线程的改动被另一个线程所覆盖。在我们这个程序中，Account中的amount是一个竞态条件，所以所有对amount的修改访问都要进行同步，我们将deposit()和withdraw()方法进行同步，修改为：

public synchronized void deposit(float amt) {
float tmp = amount;
tmp += amt;

try {
Thread.sleep(1);//模拟其它处理所需要的时间，比如刷新数据库等
} catch (InterruptedException e) {
// ignore
}

amount = tmp;
}

public synchronized void withdraw(float amt) {
float tmp = amount;
tmp -= amt;

try {
Thread.sleep(1);//模拟其它处理所需要的时间，比如刷新数据库等
} catch (InterruptedException e) {
// ignore
}

amount = tmp;
}


此时，再运行，我们就能够得到正确的结果了。Account中的getBalance()也访问了amount，为什么不对getBalance()同步呢？因为getBalance()并不会修改amount的值，所以，同时多个线程对它访问不会造成数据的混乱。