一、基本概念
1、安全的变量和不安全的变量
2、脏读的理解
3、锁重入:
4、锁释放
5、死循环:
二、synchronized 的理解:
三、synchronized 同步方法
3.1 同步方法不具有继承性。
3.2 同步方法的弊端:
四、synchronized 同步代码块
4.1 synchronized(this)同步代码块
4.1.1 实现:
4.1.2 注意:
4.2 synchronized(x):将任意对象作为对象监视器:
4.3 synchronized、synchronized(this)和synchronized(非 this 对象)的对比
4.3.1 区别
4.3.2 细化验证3个结论:
4.4 静态同步synchronized方法和synchronized(class)代码块
4.4.1 用到static 静态方法非static 静态方法上的区别:
4.4.2 Class锁
4.4.3 synchronized(class)代码块和synchronized static 方法的相同点:
五、volatile关键字的使用
5.2、synchronized 和 volatile 的比较(可见性和原子性):
六、其他注意
6.1 String对象作为锁的注意事项
6.2 内部类和静态内部类的实例化的两种不同语法:
6.3 锁对象的改变
6.4 读写操作和原子类说明:
七、END!

一、基本概念

1、安全的变量和不安全的变量

1.1 安全的:

  1. 方法内的变量为线程安全。因为方法内部变量私有。

    为什么?(局部变量存储在线程自己的栈中。也就是说,局部变量永远也不会被多个线程共享。参考:线程安全与共享资源 | 并发编程网 – ifeve.com http://ifeve.com/thread-safety/
  2. 多个对象多个锁:即synchronized 获取的是对象锁。例子中是因为a在休眠,a和b持有的是不同的对象锁,互不影响。所以b自己先执行完了。对比之前的例子:a和b用的是同一个对象,即同一个锁,所以必须一个先执行完,才能执行另一个。

1.2 不安全的

实例变量(即对象内)非线程安全。可能会被覆盖。

2、脏读的理解

可参考第3点的总结。

3、锁重入:

  • 自己可以再次获取自己的内部锁。如果没有锁重入,就会造成死锁。
  • 锁重入支持父子继承:即子类可以调用父类的同步方法(synchronized )。实际可这么理解:父类的方法实际就是子类的方法,子类调用的还是自己的同步方法(只是书写方式比较简单)。自己对自己锁重入完全没问题。

4、锁释放

出现异常后,锁会自动释放。

5、死循环:

  • 只有一个线程,如果遇到死循环,就会一直死下去,无法改变;
  • 如果两个线程可以控制同样的变量,那么程序的执行就可以被改变了。

二、synchronized 的理解:

  1. synchronized 获取的是对象锁(不同对象不同锁,同一对象才是一个锁)。
  2. synchronized 声明的方法一定排队运行。另外,只有共享资源才需要同步,非共享资源根本没有同步的必要。
  3. 对于 synchronized 方法和 非 synchronized 方法
    • 当线程A持有该对象object的Lock锁时,线程B可以异步访问对象object中的非synchronized 方法;
    • 当线程A持有该对象object的Lock锁时,线程B必须同步访问对象object中的synchronized 方法;

  • 虽然synchronized 获取的是对象锁,锁只对对象中标有 synchronized 的所有代码其作用,保证其线程安全。对其他代码不保证线程安全,如果其他代码线程不安全,可能会出现脏读。
  • 只有线程获取到锁之后,才能对 synchronized 标记的代码进行操作。

三、synchronized 同步方法

3.1 同步方法不具有继承性。

即子类有一个和父类同名的方法:父类中的方法有synchronized ,子类中的方法没有synchronized ,那么子类中的方法不是同步的。这个也很好理解,因为子类覆写同名方法,相当于覆盖了父类的方法,自己没写自然没有。

3.2 同步方法的弊端:

耗时较长,因为当一个线程持有锁时,其他线程只能等待。

四、synchronized 同步代码块

4.1 synchronized(this)同步代码块

4.1.1 实现:

synchronized(this){
//相关代码
}

4.1.2 注意:

当一个线程访问object的一个synchronized (this)时,其他线程对同一个object中所有其他synchronized (this)同步代码块的访问将被阻塞,这说明synchronized 使用的“对象监视器”是一个。

可以这么理解:

对于 synchronized 锁的是一个对象,那么如果线程要执行相关synchronized 代码,都必须先得到对应的对象锁。不管synchronized 限制的是方法还是代码块。

4.2 synchronized(x):将任意对象作为对象监视器:

具体理解看原文吧,没什么好理解的。

4.3 synchronized、synchronized(this)和synchronized(非 this 对象)的对比

4.3.1 区别

  1. synchronized同步方法(获取的是this的对象锁)

    • 对其他synchronized 同步方法或synchronized(this)同步代码块调用呈阻塞状态;
    • 同一时间只有一个线程可以执行synchronized同步方法中的代码;
  2. synchronized(this)同步代码块(获取的是this的对象锁)
    • 对其他synchronized 同步方法或synchronized(this)同步代码块调用呈阻塞状态;
    • 同一时间只有一个线程可以执行synchronized(this)同步代码块中的代码;
  3. synchronized(非 this 对象)同步代码块(获取的是非 this 对象的对象锁)
    • 持有“对象监视器”为同一个对象(即该非 this 对象的对象锁)的前提下:同一时间只有一个线程可以执行synchronized((非 this 对象)同步代码块中的代码;

总结:

this的对象锁和非 this 对象的对象锁不是同一个锁,所以无法保证线程安全。

  • 如果非 this 对象表明的是同一个锁(即this锁):那么和之前synchronized没有区别
  • 如果非 this 对象表明的不是同一个锁(每个线程自己的遍历):那么就是异步,会线程不安全。

4.3.2 细化验证3个结论:

  1. 当多个线程同时执行synchronized(x){}同步代码块时呈同步效果;
  2. 当其他线程执行执行x对象中synchronized同步方法时呈同步效果;
  3. 当其他线程执行执行x对象方面里面的synchronized(this)代码块时呈同步效果;

总结:上述3点完全无问题,线程安全的意义就是:同一时刻只能有一个线程获取该对象的对象锁,只要对象是同一个,那么对象锁就是同一个。那么肯定会保证同步效果。

4.4 静态同步synchronized方法和synchronized(class)代码块

4.4.1 用到static 静态方法非static 静态方法上的区别:

  • synchronized使用到static 静态方法上,那么是对当前的*.java文件对应的Class类进行持锁(即Class锁)。
  • synchronized使用到非static 静态方法上,是给对象加锁。

4.4.2 Class锁

Class锁对类的所有对象实例起作用。它是在对象上一层级的一个锁。

如果有一个Class锁,该Class锁有N个对象,两N个对象由N个线程分别执行,对于synchronized(class)代码块依旧是同步访问。

4.4.3 synchronized(class)代码块和synchronized static 方法的相同点:

实际作用一致。

五、volatile关键字的使用

## 5.1、关键字volatile的作用

5.1.1 作用:

强制从公共堆栈中取得变量的值,而不是从线程私有数据栈中取得变量的值。

5.1.2 作用的理解:为什么会用这种作用?

一个对象同时传给两个线程,看着是一个对象,但实际上,每个线程都保存有自己的一份数据。各个线程对数据的更改都是基于自己的副本进行操作。

不会立即将改变传递到公有变量中,所以可能会导致多个线程无法控制线程同步的情况。

5.1.3 注意代码中的例子:

两个例子,一个是extends Thread,一个是implements Runnable,这两种方式有什么不一样么?

在测试中:

implements Runnable 的对象中的变量,好像就是在公用堆栈中,所以更改可以立即生效。

但是: extends Thread 好像是在自己的私有堆栈中,只有使用 volatile 才会使其生效。

所以,建议多使用implements

  • 非多继承的情况下:implements和extends 没区别;
  • 多继承情况下:使用implements,防止出错。

5.1.4 例子总结

64位-server模式:启动线程RunThread时,设置isRunning = true,存在于公共堆栈,以及线程的私有堆栈中;

64位-server模式为了线程运行效率,线程一直从私有堆栈中取得isRunning = true。

而:thread.setRunning(false); 更新的是公共堆栈中的isRunning = false。所以代码一直是死循环。

主要原因:公用堆栈中的值和私有堆栈中的值不同步;

解决方法,在isRunning 前加上volatile关键字(强制从公共堆栈中取值)

5.2、synchronized 和 volatile 的比较(可见性和原子性):

volatile 关键字
(解决变量在多个线程之间的可见性)
synchronized 关键字
(解决多个线程之间的访问资源的同步性)
线程同步的轻量实现,比 synchronized 好; 比volatile差一点
只能修饰变量 可修饰方法、代码块和变量
不会阻塞 会阻塞
保证数据的可见性(读阶段),不保证原子性(写阶段)
(即多个线程同时更改同一变量,就会有问题);
保证原子性(写阶段),间接保证可见性(读阶段)
(因为会将私有内存和公有内存中中的数据同步);

其他说明:

synchronized 代码块有volatile 同步的功能:

  • synchronized可以使多个线程访问同一个资源具有同步性(即同一时刻,只有一个线程可以执行synchronized保护的代码;);
  • synchronized还能将线程工作内存中的私有变量和公共内存中的变量同步(可以解决一个线程看到对象处于不一致的状态,还可以保证进入同步方法或同步代码块的每个线程,都看到由同一个锁保护之前所有的修改效果;)

六、其他注意

6.1 String对象作为锁的注意事项

注意:如果使用String对象作为锁,需注意当String一致时,他们其实是同一个对象,不像对象那样,即使里面的String相同,也不是同一个对象。

"aa" == "aa" //true
new String("a") == new String("a") //false

如果不注意可能会导致锁的有问题。

6.2 内部类和静态内部类的实例化的两种不同语法:

非静态内部类:  外部类.new 内部类名
静态内部类: 直接 new 类名即可,和普通的类新建对象没有什么区别。

6.3 锁对象的改变

这个例子说明了两个知识点:

  • 锁的争抢只在线程开始执行的一瞬间,后续对于该锁的争抢是不会变的。即使在代码中动态改变了锁对应的对象。只要代码没有执行完,那么所有相关的锁都是一样的。

对象不变,即使对象的属性被改变,那么对该对象持有的锁并不会变。

6.4 读写操作和原子类说明:

1、读写操作一般分为3阶段:读→用→写。读和写各为原子操作。但读写在一起并不为原子操作。

2、可以使用原子类进行 i++操作:

注意:原子类本身操作安全,但是如果代码执行顺序不安全,从线程整体来看,还是不安全的。

七、END!

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