文章目錄

• 線程安全性文章索引
• 腦圖
• 概述
• 原子性synchronized 修飾的4種對象
• • 修飾代碼塊
  • • 作用范圍及作用對象
    • Demo
    • • 多線程下 同一對象的調(diào)用
      • 多線程下不同對象的調(diào)用
  • 修飾方法
  • • 作用范圍及作用對象
    • Demo
    • • 多線程下同一個(gè)對象的調(diào)用
      • 多線程下不同對象的調(diào)用
  • 修飾靜態(tài)方法
  • • 作用范圍及作用對象
    • Demo
    • • 多線程同一個(gè)對象的調(diào)用
      • 多線程下不同對象的調(diào)用
  • 修飾類
  • • 作用范圍及作用對象
    • Demo
    • • 多線程下同一對象的調(diào)用
      • 多線程下不同對象的調(diào)用
• 使用Synchronized來保證線程安全
• • 方法一
  • 方法二
• 原子性的實(shí)現(xiàn)方式小結(jié)
• 代碼

線程安全性文章索引

并發(fā)編程-03線程安全性之原子性（Atomic包）及原理分析

并發(fā)編程-04線程安全性之原子性Atomic包的4種類型詳解

并發(fā)編程-05線程安全性之原子性【鎖之synchronized】

并發(fā)編程-06線程安全性之可見性 (synchronized + volatile)

并發(fā)編程-07線程安全性之有序性

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腦圖

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概述

舉個(gè)例子：
【多線程場景】假設(shè)有個(gè)變量a在主內(nèi)存中的初始值為1，線程A和線程B同時(shí)從主內(nèi)存中獲取到了a的值，線程A更新a+1，線程B也更新a+1，經(jīng)過線程AB更新之后可能a不等于3，而是等于2。因?yàn)锳和B線程在更新變量a的時(shí)候從主內(nèi)存中拿到的a都是1，而不是等A更新完刷新到主內(nèi)存后，線程B再從主內(nèi)存中取a的值去更新a，所以這就是線程不安全的更新操作.

解決辦法

• 使用鎖 1. 使用synchronized關(guān)鍵字synchronized會保證同一時(shí)刻只有一個(gè)線程去更新變量. 2、Lock接口 【篇幅原因先不討論lock，另開篇介紹】。
• 使用JDK1.5開始提供的java.util.concurrent.atomic包，見 并發(fā)編程-04線程安全性之原子性Atomic包詳解

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先簡單說下synchronized和lock

• synchronized 依賴jvm

• lock 依賴特殊的cpu指令，代碼實(shí)現(xiàn)，比如ReentranLock

這里我們重點(diǎn)來看下synchronized關(guān)鍵字是如何確保線程安全的原子性的。

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原子性synchronized 修飾的4種對象

• 修飾代碼塊
• 修飾方法
• 修飾靜態(tài)方法
• 修飾類

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修飾代碼塊

作用范圍及作用對象

被修飾的代碼被稱為同步語句塊，作用范圍為大括號括起來的代碼，作用于調(diào)用的對象， 如果是不同的對象，則互不影響

Demo

多線程下 同一對象的調(diào)用

package com.artisan.example.sync;import java.util.concurrent.ExecutorService; import java.util.concurrent.Executors;import lombok.extern.slf4j.Slf4j;@Slf4j public class SynchronizedDemo {public void test() {// 修飾代碼塊 ，誰調(diào)用該方法synchronized就對誰起作用 即作用于調(diào)用的對象 。 如果是不同的對象，則互不影響synchronized (this) {for (int i = 0; i < 10; i++) {log.info("修飾代碼塊 i = {} ",i);}}}public static void main(String[] args) {// 同一個(gè)調(diào)用對象SynchronizedDemo synchronizedDemo = new SynchronizedDemo();ExecutorService executorService = Executors.newCachedThreadPool();// 啟動兩個(gè)線程去 【使用同一個(gè)對象synchronizedDemo】調(diào)用test方法 for (int i = 0; i < 2; i++) {executorService.execute(() ->{synchronizedDemo.test();});}// 使用Thread 可以按照下面的方式寫 // for (int i = 0; i < 2; i++) { // new Thread(()-> { // synchronizedDemo.test2(); // }).start(); // }// 最后 關(guān)閉線程池executorService.shutdown();} }

我們先思考下執(zhí)行的結(jié)果是什么樣子的？

上述代碼，我們通過線程池，通過循環(huán)開啟了2個(gè)線程去調(diào)用含有同步代碼塊的test方法 , 我們知道 使用synchronized關(guān)鍵字修飾的代碼塊作用的對象是調(diào)用的對象（同一個(gè)對象）。 因此這里的兩個(gè)線程都擁有同一個(gè)對象synchronizedDemo的引用，兩個(gè)線程，我們命名為線程A 線程B。 當(dāng)線程A調(diào)用到了test方法，因?yàn)橛衧ynchronized關(guān)鍵字的存在，線程B只能等待線程A執(zhí)行完。 因此A會輸出0~9，線程A執(zhí)行完之后，A釋放鎖，線程Bh獲取到鎖后，繼續(xù)執(zhí)行。

實(shí)際執(zhí)行結(jié)果：

符合我們分析和預(yù)測。

如果我們把 test 方法的synchronized關(guān)鍵字去掉會怎樣呢？ 來看下

執(zhí)行結(jié)果

可知，synchronized關(guān)鍵字修飾的代碼塊，確保了同一調(diào)用對象在多線程的情況下的執(zhí)行順序。

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多線程下不同對象的調(diào)用

為了更好地區(qū)分，我們給調(diào)用方法加個(gè)參數(shù)

package com.artisan.example.sync;import java.util.concurrent.ExecutorService; import java.util.concurrent.Executors;import lombok.extern.slf4j.Slf4j;@Slf4j public class SynchronizedDemo {public void test(String flag) {// 修飾代碼塊 ，誰調(diào)用該方法synchronized就對誰起作用 即作用于調(diào)用的對象 。 如果是不同的對象，則互不影響synchronized (this) {for (int i = 0; i < 10; i++) {log.info("{} 調(diào)用 修飾代碼塊 i = {} ",flag ,i);}}}public static void main(String[] args) {ExecutorService executorService = Executors.newCachedThreadPool();// 對象 synchronizedDemoSynchronizedDemo synchronizedDemo = new SynchronizedDemo();// 對象 synchronizedDemo2SynchronizedDemo synchronizedDemo2 = new SynchronizedDemo();// synchronizedDemo 調(diào)用 testexecutorService.execute(()->{synchronizedDemo.test("synchronizedDemo");});// synchronizedDemo2 調(diào)用 testexecutorService.execute(()->{synchronizedDemo2.test("synchronizedDemo2");});// 最后 關(guān)閉線程池executorService.shutdown();} }

先來猜測下執(zhí)行結(jié)果呢？
兩個(gè)不同的對象，調(diào)用test方法，應(yīng)該是互不影響的，所以執(zhí)行順序是交替執(zhí)行的。

運(yùn)行結(jié)果：

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修飾方法

被修飾的方法稱為同步方法，作用的范圍是整個(gè)方法，作用于調(diào)用的對象， 如果是不同的對象，則互不影響

作用范圍及作用對象

同 修飾代碼塊

Demo

增加個(gè)方法 test2

// 修飾方法 誰調(diào)用該方法synchronized就對誰起作用 即作用于調(diào)用的對象 。 如果是不同的對象，則互不影響public synchronized void test2() {// 修飾代碼塊 ，for (int i = 0; i < 10; i++) {log.info("調(diào)用 修飾代碼塊 i = {} ", i);}}

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多線程下同一個(gè)對象的調(diào)用

同 修飾代碼塊

結(jié)果：

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多線程下不同對象的調(diào)用

同 修飾代碼塊

結(jié)果：

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通過上面的測試結(jié)論可以知道 修飾代碼塊和修飾方法
如果一個(gè)方法內(nèi)部是一個(gè)完整的synchronized代碼塊，那么效果和synchronized修飾的方法效果是等同的 。

還有一點(diǎn)需要注意的是，如果父類的某個(gè)方法是synchronized修飾的，子類再調(diào)用該方法時(shí)，是不包含synchronized. 因?yàn)閟ynchronized不屬于方法聲明的一部分。 如果子類想使用synchronized的話，需要在方法上顯示的聲明其方法為synchronized

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修飾靜態(tài)方法

作用范圍及作用對象

整個(gè)靜態(tài)方法， 作用于所有對象

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Demo

多線程同一個(gè)對象的調(diào)用

package com.artisan.example.sync;import java.util.concurrent.ExecutorService; import java.util.concurrent.Executors;import lombok.extern.slf4j.Slf4j;@Slf4j public class SynchronizedStaticMethodDemo {// 修飾靜態(tài)方法public synchronized static void test() {for (int i = 0; i < 10; i++) {log.info("調(diào)用 修飾方法 i = {} ", i);}}public static void main(String[] args) {ExecutorService executorService = Executors.newCachedThreadPool();for (int i = 0; i < 2; i++) {executorService.execute(() ->{test();});}// 最后 關(guān)閉線程池executorService.shutdown();} }

結(jié)果：

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多線程下不同對象的調(diào)用

package com.artisan.example.sync;import java.util.concurrent.ExecutorService; import java.util.concurrent.Executors;import lombok.extern.slf4j.Slf4j;@Slf4j public class SynchronizedStaticMethodDemo {// 修飾靜態(tài)方法public synchronized static void test() {for (int i = 0; i < 10; i++) {log.info("調(diào)用 修飾方法 i = {} ", i);}}public static void main(String[] args) {ExecutorService executorService = Executors.newCachedThreadPool();SynchronizedStaticMethodDemo demo1 = new SynchronizedStaticMethodDemo();SynchronizedStaticMethodDemo demo2 = new SynchronizedStaticMethodDemo();// demo1調(diào)用executorService.execute(() ->{// 其實(shí)直接調(diào)用test方法即可，這里僅僅是為了演示不同對象調(diào)用 靜態(tài)同步方法demo1.test();});// demo2調(diào)用executorService.execute(() ->{// 其實(shí)直接調(diào)用test方法即可，這里僅僅是為了演示不同對象調(diào)用 靜態(tài)同步方法demo2.test();});// 最后 關(guān)閉線程池executorService.shutdown();} }

結(jié)果：

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修飾類

作用范圍及作用對象

修飾范圍是synchronized括號括起來的部分，作用于所有對象

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Demo

多線程下同一對象的調(diào)用

package com.artisan.example.sync;import java.util.concurrent.ExecutorService; import java.util.concurrent.Executors;import lombok.extern.slf4j.Slf4j;@Slf4j public class SynchronizedStaticClassDemo2 {// 修飾一個(gè)類public void test() {synchronized (SynchronizedStaticClassDemo2.class) {for (int i = 0; i < 10; i++) {log.info("調(diào)用 修飾方法 i = {} ", i);}}}public static void main(String[] args) {ExecutorService executorService = Executors.newCachedThreadPool();SynchronizedStaticClassDemo2 demo = new SynchronizedStaticClassDemo2();// demo調(diào)用executorService.execute(() ->{demo.test();});// demo調(diào)用executorService.execute(() ->{demo.test();});// 最后 關(guān)閉線程池executorService.shutdown();} }

結(jié)果

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多線程下不同對象的調(diào)用

package com.artisan.example.sync;import java.util.concurrent.ExecutorService; import java.util.concurrent.Executors;import lombok.extern.slf4j.Slf4j;@Slf4j public class SynchronizedStaticClassDemo2 {// 修飾一個(gè)類public void test() {synchronized (SynchronizedStaticClassDemo2.class) {for (int i = 0; i < 10; i++) {log.info("調(diào)用 修飾方法 i = {} ", i);}}}public static void main(String[] args) {ExecutorService executorService = Executors.newCachedThreadPool();SynchronizedStaticClassDemo2 demo1 = new SynchronizedStaticClassDemo2();SynchronizedStaticClassDemo2 demo2 = new SynchronizedStaticClassDemo2();// demo1調(diào)用executorService.execute(() ->{demo1.test();});// demo2調(diào)用executorService.execute(() ->{demo2.test();});// 最后 關(guān)閉線程池executorService.shutdown();} }

結(jié)果

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使用Synchronized來保證線程安全

先回顧下 線程不安全的寫法

方法一

下面用Synchronized來改造下

我們知道synchronized修飾靜態(tài)方法，作用的對象是所有對象 ， 因此 僅需要將 靜態(tài)add方法 修改為同步靜態(tài)方法即可。

多次運(yùn)算

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方法二

假設(shè) add方法不是靜態(tài)方法呢？ 我們知道 當(dāng)synchronized修飾普通方法，只要是同一個(gè)對象，也能保證其原子性

假設(shè) add方法為普通方法

改造如下：

多次運(yùn)行，結(jié)果總是10000

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原子性的實(shí)現(xiàn)方式小結(jié)

• synchronized
  不可中斷鎖，適合不激烈的競爭，可讀性較好

• atomic包
  競爭激烈時(shí)能維持常態(tài)，比Lock性能好，但只能同步一個(gè)值

• lock
  可中斷鎖，多樣化同步，競爭激烈時(shí)能維持常態(tài)。后面針對lock單獨(dú)展開。

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代碼

https://github.com/yangshangwei/ConcurrencyMaster

總結(jié)

以上是生活随笔為你收集整理的并发编程-05线程安全性之原子性【锁之synchronized】的全部內(nèi)容，希望文章能夠幫你解決所遇到的問題。

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