java 更正对synchronized的一个错误认识

用一个问题来开启这篇文章:“java中两个线程是否可以同是否问一个对象的两个不同的synchronized方法?”

参考:http://www.jianshu.com/p/f23a90a79b3a(每个人都说自己是原创的…我就选了个排版最漂亮的)

 

一、问题的解答

我之前一直认为:

几个不同线程同时访问某个类的同一个synchronized方法时, 当一个线程执行时, 其他线程都等待; 若是几个不同线程访问的是一个类不同的synchronized, 则可以同时执行。

之前我一直是这么认为的,现在来做个试验:

Test.java

Test类中有method1、method2两个同步方法,这两个方法的区别在于:method1执行时睡眠5s,而method2立刻执行。现在我希望开启两条线程,分别调用这两个同步方法。我会让Thread1调用method1、让Thread2调用method2(main方法中,Thread1先执行,Thread2后执行)。

如果之前的结论是正确的,那么两条线程就可以并发执行,我们应该会看到:在Thread1睡眠期间,Thread2首先执行完毕,Thread1随后苏醒(个人理解:注意这里是“苏醒”,是sleep状态恢复成运行态,要和notify方法的“唤醒”区分开来),后执行完毕。

真的如此吗?运行结果为:

Thread1首先执行,睡眠了5s后,Thread1执行完毕,Thread2才开始执行。很明显,两条线程没有实现并发,这就推翻了之前的结论。

几个不同线程同时访问某个类的同一个synchronized方法时, 当一个线程执行时, 其他线程都等待; 若是几个不同线程访问的是一个类不同的synchronized, 则可以同时执行。

现在我们把method2的synchronized修饰删掉,改造成非同步方法,看看会发生什么。

运行结果为:

现在这两条线程可以实现并发了。借用别人总结的结论:

多个线程访问同一个类的synchronized方法时, 都是串行执行的(就算有多个cpu也不例外)!synchronized方法使用了类的内置锁, 锁住的是方法所属对象本身
同一个锁某个时刻只能被一个执行线程所获取, 因此其他线程都得等待锁的释放. 因此就算你有多余的cpu可以执行, 但是你没有锁, 所以你还是不能进入synchronized方法执行。

如果Thread1要访问synchronized method1,就要获取test对象的对象锁(method1所属对象),一但Thread1获得了锁,在主动释放之前,(竞争对象锁的)别的线程都需要等待。

现在Thread2想要访问method2,就要先获得test对象的对象锁。但是对象锁已经被Thread1占用了,所以Thread2只能进入test对象的锁池内,等待锁的释放。

顺带一提,Thread.sleep方法不会释放对象锁,这也是和Object.wait方法最大的区别之一(wait不会释放对象锁),我们稍微改写一下,让Thread1进入等待状态,看看能不能释放test的对象锁。

顺顺带一提,wait和notify方法只能写在synchronized修饰的同步方法内,原因是:“如果你没有获得锁,那释放个p啊”、“你连锁都没有获得,你凭什么通知别的线程去获得锁的使用权”。

Test.java

我猜测:如果test.wait能够释放test的对象锁,那么Thread1将进入等待状态,Thread2获得对象锁后,马上执行method2方法。此时程序并不会退出,因为Thread1还在wait状态,等待唤醒。

运行结果为:

结果证实了我的猜想。

顺顺顺带一提,test对象调用了wait方法后,当前线程(Thread1)将进入等待池。“锁池”和“等待池”是java中的重要概念,以后有机会将详细解读。

二、优化同步机制

既然同一对象的不同synchronized方法不是无法同时被多个线程访问,那么现在问题来了:如果method1和method2之间没有同步问题,应该允许同时访问,怎么办?

我们尝试把锁分解一下:

Test.java

新建两个对象lock1、lock2,使用synchronized代码块代替synchronized方法。现在method1获得的是lock1的对象锁,lock2获得的是lock2的对象锁,这两个方法的冲突就被分解了。运行结果为:

这里还可以再优化一下,如果method1中的耗时操作是线程安全的(比如输出一个文件?),可以将此类代码从synchronized代码块中移出,减少占用对象锁的时间。

实际上,看到这种利用lock1、lock2对象锁的方法,有没有想起java中的另一种同步方式?我们用Lock改写一下:

Test.java

运行结果一模一样:

三、总结

还是自己敲敲代码理解得比较好。

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