多線程原理之Synchronized的初步使用

• 線程安全問題的例子
• 解決線程安全的辦法
• • 鎖類對象
  • 鎖類執行個體
  • 鎖變量
• 為什麼每個對象都可以當鎖
• 鎖存在哪裡

多線程很容易的一個點就是共享變量的使用，容易引發線程安全問題

線程安全問題的例子

public class ThreadSyn {
    private static int count = 0;

    public static void inc(){
        try{
            // 加長一段線程執行的時間，不然count++的速度遠小于循環建立線程的速度，展現不出效果
            Thread.sleep(1);
        } catch (InterruptedException e){
            e.printStackTrace();
        }
        count++;

    }
    
    public static void main(String[] args) throws InterruptedException {
        for (int i = 0;i<1000;i++){
            new Thread(()->ThreadSyn .inc()).start();
        }
        Thread.sleep(3000);
        System.out.println("結果："+ count);
    }
}
           

預期結果應該是1000，但實際上會小于1000，就是因為對共享變量count的進行中，出現了線程安全問題，比如線程A先建立拿到的count是900，線程B後建立的，因為A還沒執行完count++操作，拿到的也是900，最後的結果肯定會少1.

解決線程安全的辦法

最常見最容易想到的自然是鎖，鎖中最常見的就是Synchronized。而Synchronized有三種粒度的用法

鎖類對象

這是最粗粒度的，給類加鎖，一般是用在靜态方法或者靜态變量上，這樣的話，凡是用到這個類，就要擷取鎖

// 給整個方法加鎖
public synchronized static void incW1(){
        try{
            Thread.sleep(1);
        } catch (InterruptedException e){
            e.printStackTrace();
        }
        count++;
    }
           

public static void incW2(){
	// 給代碼塊加鎖
    synchronized (ThreadSyn.class){
        try{
            Thread.sleep(1);
        } catch (InterruptedException e){
            e.printStackTrace();
        }
        count++;
    }
}
           

鎖類執行個體

這種是鎖類對象，凡是用到這個對象的都需要擷取鎖，但如果是多個執行個體對象，則會有不同的鎖

public synchronized void incW1(){
     try{
         Thread.sleep(1);
     } catch (InterruptedException e){
         e.printStackTrace();
     }
     count++;
}
           

public void incW2(){
   synchronized (this){
        try{
            Thread.sleep(1);
        } catch (InterruptedException e){
            e.printStackTrace();
        }
        count++;
    }
}
           

鎖變量

凡是用到這個變量，就需要擷取鎖，需要差別的隻是這個變量是執行個體變量還是靜态變量，執行個體變量存在于執行個體中，靜态變量存在于類中

為什麼每個對象都可以當鎖

因為java中的對象都繼承自Object，Object在底層的c++語言中都有通用的一部分實作，對應的c++對象(oop)都有一個對象螢幕，這是一個同步的變量，争搶鎖的過程其實就是在修改這個對象螢幕的鎖标志。

如果反編譯同步代碼塊，會發現代碼裡面有一個monitorenter ，表示去獲得一個對象螢幕。monitorexit 表示釋放 monitor 螢幕的所有權。

這個c++對象上的螢幕其實就是鎖的本質

鎖存在哪裡

鎖是存在對象對應的c++對象中，裡面有個一個markworld對象标志位，存儲了鎖的資訊，比如鎖的标志位，鎖的類别等。