线程的同步之Synchronized的使用

   一、介绍       

线程的同步：一般的并发指的就是多个线程访问同一份资源。多个线程同时访问（修改）同一份资源的话，就会有可能造成资源数据有误。

如果多个线程访问多个不同资源，就不会造成线程同步。

如果要解决这个问题，就需要对线程使用同步存取。java中提供了一个synchronized关键字来对方法或者某个块加锁。从而达到锁定某个区域，不可

同时修改以免数据有误的情况。

synchronized关键字可以锁定的部分：

1、锁定方法：在方法上加入synchronized关键字就表明在使用该方法的时候需要获取相应的锁。

2、锁定块：锁定块的参数需要是对象，不可是基本类型数据

synchronized(引用类型变量 | this | 对象.class){

//逻辑代码

}

上图表示非同步线程和同步线程的比较，可以看出非同步的时候，线程1和线程2都是在同一个时间段访问同一个transter方法，而使用了同步之后，线程2如果想调用transter方法就必须等待线程1调用完成后才可执行。

 二、实例       

这里以12306抢票代码为例来说明线程同步的synchronized关键字的使用。

1、未使用synchronized锁的情况

首先来看未使用synchronized的情况会是什么样？

抢票的线程代码：

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class Web12306 implements Runnable{     private int num=10;//总共10张票     private boolean flag = true;     @Override     public void run() {         while(flag){             //黄牛抢到了3    农民工抢到了1 黄牛抢到了0  程序员抢到了-1             test1();//线程不安全,数据不准确：结果有-1值         }     }     //1、线程不安全     public void test1(){         if (num<=0) {             flag = false;             return;//跳出循环，结束         }         try {             Thread.sleep(500);//模拟延时         } catch (InterruptedException e) {             e.printStackTrace();         }         System.out.println(Thread.currentThread().getName()+"抢到了"+num--);     } }

测试线程代码：

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public class SynDemo1 {     public static void main(String[] args) {         //真实角色         Web12306 web = new Web12306();         //代理角色         Thread proxy1 = new Thread(web,"黄牛");         Thread proxy2 = new Thread(web,"程序员");         Thread proxy3 = new Thread(web,"农民工");         proxy1.start();         proxy2.start();         proxy3.start();     } }

测试结果如下：可以看出最后的结果会出现0和-1这样错误的数据。

1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12

黄牛抢到了10 农民工抢到了8 程序员抢到了9 黄牛抢到了7 农民工抢到了6 程序员抢到了5 黄牛抢到了4 农民工抢到了3 程序员抢到了2 黄牛抢到了1 农民工抢到了0 程序员抢到了-1

为什么会出现这样的数据呢？

因为现在三个线程都启动了，都是在运行状态中访问test1方法，修改其中的num值。因为他们三个会同时都会进入该方法的情况，所以修改的数据也会出现当：黄牛抢走了1，这时候农民工和程序员还在test1方法里，他俩也会对num进行--操作。所以，最后的结果就是0和-1

2、使用synchronized关键字锁定方法：

线程修改抢票代码，在test1方法上加入synchronized关键字，使该方法锁定。调用时需要先获取锁（线程安全）

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class Web12306 implements Runnable{     private int num=10;//总共10张票     private boolean flag = true;     @Override     public void run() {         while(flag){             test2();//线程安全，数据准确         }     }     //2、方法锁：加上synchronized表示线程安全的     public synchronized void test2(){         if (num<=0) {             flag = false;             return;//跳出循环，结束         }         try {             Thread.sleep(500);//模拟延时         } catch (InterruptedException e) {             e.printStackTrace();         }         System.out.println(Thread.currentThread().getName()+"抢到了"+num--);     } }

继续使用上面的main方法测试，测试结果如下：抢票结果正确没问题。

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黄牛抢到了10 黄牛抢到了9 黄牛抢到了8 黄牛抢到了7 黄牛抢到了6 黄牛抢到了5 黄牛抢到了4 黄牛抢到了3 黄牛抢到了2 农民工抢到了1

3、使用synchronized锁定代码块：锁定当前对象

继续修改抢票代码，在方法内部使用synchronized锁定块

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class Web12306 implements Runnable{     private int num=10;//总共10张票     private boolean flag = true;     @Override     public void run() {         while(flag){             test3();//线程安全，数据准确         }     }     //3、锁定块：当前对象也就是Web12306     public void test3(){         synchronized(this){//锁定当前对象             if (num<=0) {                 flag = false;                 return;//跳出循环，结束             }             try {                 Thread.sleep(500);//模拟延时             } catch (InterruptedException e) {                 e.printStackTrace();             }             System.out.println(Thread.currentThread().getName()+"抢到了"+num--);         }     } }

继续使用上面的main方法测试，测试结果如下：抢票结果正确没问题。

1 2 3 4 5 6 7 8 9 10

黄牛抢到了10 黄牛抢到了9 黄牛抢到了8 黄牛抢到了7 黄牛抢到了6 黄牛抢到了5 黄牛抢到了4 黄牛抢到了3 黄牛抢到了2 农民工抢到了1

4、使用synchronized锁定代码块：锁定部分代码块

可以看出test3方法是使用synchronized关键字锁定了整个方法区域。那如果就只锁定一部分呢？这里假如只锁定if(num<=0)这个判断部分

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class Web12306 implements Runnable{     private int num=10;//总共10张票     private boolean flag = true;     @Override     public void run() {         while(flag){             test4();//线程不安全，数据不准确:出现-1 【锁定范围不正确】         }     }     //4、使用synchronized锁定部分资源     public void test4(){         synchronized(this){             if (num<=0) {                 flag = false;                 return;//跳出循环，结束             }         }//只锁定到此         try {             Thread.sleep(500);//模拟延时         } catch (InterruptedException e) {             e.printStackTrace();         }         System.out.println(Thread.currentThread().getName()+"抢到了"+num--);     } }

使用main方法测试结果如下：可以看出最后的结果同样也会出现0和-1这样错误的数据。

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黄牛抢到了10 农民工抢到了8 程序员抢到了9 黄牛抢到了7 农民工抢到了6 程序员抢到了5 黄牛抢到了4 农民工抢到了3 程序员抢到了2 黄牛抢到了1 农民工抢到了0 程序员抢到了-1

分析下为什么会出现这样的结果？我们知道test4中只锁定了if这部分。假设现在程序num现在等于1

1.此时线程A,B,C三个线程都会进入到12行，if判断的部分。A先进来拿到了锁，判断此时num=1 。然后释放锁走到18行，try的部分

2.线程A在18行try部分并没有对num--操作。此时线程B也进入到了12行拿到了锁。也到了18行。现在18行是A，B两个线程。A往下执行拿走了num

等线程B再去拿num的时候，num已经等于0了。

3.同理，C再去拿num的时候num已经是0-1 = -1了。

5、使用synchronized锁定部分资源：只锁定num变量

由于synchronized的参数需要是对象，所以把基本类型包装成引用类型

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class Web12306 implements Runnable{     private int num=10;//总共10张票     private boolean flag = true;     @Override     public void run() {         while(flag){             test5();//线程不安全，数据不准确：出现重复数据【锁定范围不正确】         }     }     //5、使用synchronized锁定部分资源:锁定num变量     public void test5(){         synchronized((Integer)num){             if (num<=0) {                 flag = false;                 return;//跳出循环，结束             }         }         try {             Thread.sleep(500);//模拟延时         } catch (InterruptedException e) {             e.printStackTrace();         }         System.out.println(Thread.currentThread().getName()+"抢到了"+num--);     } }

使用main方法测试结果如下：可以看出最后的结果会出现重复数据（两个6）锁定资源不正确也是线程不安全的

1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13

黄牛抢到了10 农民工抢到了9 程序员抢到了8 农民工抢到了7 黄牛抢到了6 程序员抢到了6 黄牛抢到了5 农民工抢到了4 程序员抢到了3 黄牛抢到了2 程序员抢到了1 农民工抢到了0 黄牛抢到了-1

 三、总结       

1、synchronized关键字表示锁，可以加在方法上或者一个代码块中

synchronized(引用类型变量 | this | 对象.class){

//需要锁的区域

}

2、不加synchronized关键字的方法是线程不安全的

加了synchronized表示线程安全，线程安全的话会降低效率。因为共享的资源被加了锁，会有锁等待时间

3、在加synchronized代码块的时候需要注意，注意锁的范围。

范围太大----->会降低效率。范围太小------>线程不安全

来自为知笔记(Wiz)