synchronized关键字同步原理

news2024/11/23 8:00:30

1.同步方法

public class Test {
    synchronized public static void testMethod(){}
    public static void main(String[] args) {
        testMethod();
    }
}

// 实现class文件的反汇编
java -c -v *.class

从字节码文件中可以看到同步方法根据flags标志中的ACC_SYNCHRONIZED来判别是否是同步方法。
在这里插入图片描述

1.1 锁对象

同步方法中并不是锁方法而是锁当前类的对象
注：静态同步方法中锁是当前类，而不是对象。

  • 测试：methodA为同步方法，methodB为非同步方法，线程A调用methodA，线程B调用methodB。

TestMethod.java

public class TestMethod {

    synchronized public void methodA() {
        try {
            System.out.println("methodA start ThreadName= " + Thread.currentThread().getName() + " startTime=" + System.currentTimeMillis());
            Thread.sleep(5000);
            System.out.println("methodA start ThreadName= " + Thread.currentThread().getName() + " endTime=" + System.currentTimeMillis());
        } catch (InterruptedException e) {
            throw new RuntimeException(e);
        }

    }

    public void methodB() {
        try {
            System.out.println("methodB start ThreadName= " + Thread.currentThread().getName() + " startTime=" + System.currentTimeMillis());
            Thread.sleep(5000);
            System.out.println("methodB start ThreadName= " + Thread.currentThread().getName() + " endTime=" + System.currentTimeMillis());
        } catch (InterruptedException e) {
            throw new RuntimeException(e);
        }
    }
}

ThreadA.java

public class ThreadA extends Thread{
    private TestMethod testMethod;

    public ThreadA(TestMethod testMethod) {
        super();
        this.testMethod  = testMethod;
    }
    @Override
    public void run() {
        super.run();
        testMethod.methodA();
    }
}

ThreadB.java

public class ThreadA extends Thread{
    private TestMethod testMethod;

    public ThreadA(TestMethod testMethod) {
        super();
        this.testMethod  = testMethod;
    }
    @Override
    public void run() {
        super.run();
        testMethod.methodA();
    }
}

Test.java

public class Test {
    public static void main(String[] args) {
        TestMethod testMethod = new TestMethod();
        ThreadA threadA = new ThreadA(testMethod);
        threadA.setName("a");
        ThreadB threadB = new ThreadB(testMethod);
        threadB.setName("b");
        threadA.start();
        threadB.start();

    }
}

运行结果：

methodA start ThreadName= a startTime=1690358535034
methodB start ThreadName= b startTime=1690358535034
methodA start ThreadName= a endTime=1690358540035
methodB start ThreadName= b endTime=1690358540035

结论：从结果可以看出，线程A持有TestMethod对象锁，线程B可以调用TestMethod的非同步方法。

  • 测试：methodA和methodB为同步方法，线程A调用methodA，线程B调用methodB。
    TestMethod.java
// 将methodB也修改为同步方法
public class TestMethod {

    synchronized public void methodA() {
        try {
            System.out.println("methodA start ThreadName= " + Thread.currentThread().getName() + " startTime=" + System.currentTimeMillis());
            Thread.sleep(5000);
            System.out.println("methodA start ThreadName= " + Thread.currentThread().getName() + " endTime=" + System.currentTimeMillis());
        } catch (InterruptedException e) {
            throw new RuntimeException(e);
        }

    }

    synchronized public void methodB() {
        try {
            System.out.println("methodB start ThreadName= " + Thread.currentThread().getName() + " startTime=" + System.currentTimeMillis());
            Thread.sleep(5000);
            System.out.println("methodB start ThreadName= " + Thread.currentThread().getName() + " endTime=" + System.currentTimeMillis());
        } catch (InterruptedException e) {
            throw new RuntimeException(e);
        }
    }
}

结果：

methodA start ThreadName= a startTime=1690359406773
methodA start ThreadName= a endTime=1690359411785
methodB start ThreadName= b startTime=1690359411785
methodB start ThreadName= b endTime=1690359416796

结论：从结果可以看出，线程A先持有TestMethod对象锁，虽然线程B调用的是methodB方法，但是也要等A释放锁之后才能执行。

2.同步代码块

public class Test2 {
    public void myMethod() {
        synchronized (this) {
            int age = 100;
        }
    }

    public static void main(String[] args) {
        Test2 test2 = new Test2();
        test2.myMethod();
    }
}

从字节码文件中可以看到同步代码块根据monitorenter和monitorexit来进行同步处理。
在这里插入图片描述

2.1 锁对象

和同步方法一样，同步代码块synchronized (this)锁的也是对象。
测试：
TestMethod.java

public class TestMethod {

     public void methodA() {
        try {
            synchronized (this) {
                System.out.println("methodA start ThreadName= " + Thread.currentThread().getName() + " startTime=" + System.currentTimeMillis());
                Thread.sleep(5000);
                System.out.println("methodA start ThreadName= " + Thread.currentThread().getName() + " endTime=" + System.currentTimeMillis());
            }
        } catch (InterruptedException e) {
            throw new RuntimeException(e);
        }

    }

    public void methodB() {
        try {
            synchronized (this) {
                System.out.println("methodB start ThreadName= " + Thread.currentThread().getName() + " startTime=" + System.currentTimeMillis());
                Thread.sleep(5000);
                System.out.println("methodB start ThreadName= " + Thread.currentThread().getName() + " endTime=" + System.currentTimeMillis());
            }
        } catch (InterruptedException e) {
            throw new RuntimeException(e);
        }
    }
}

结果：

methodA start ThreadName= a startTime=1690361223642
methodA start ThreadName= a endTime=1690361228654
methodB start ThreadName= b startTime=1690361228654
methodB start ThreadName= b endTime=1690361233654

注：此时（this）是锁的同一对象，所以methodA和methodB同步执行，如果使用不同对象锁，则互不影响。
测试：
TestMethod.java

public class TestMethod {

	// 也可以使用非对象做为锁。
    private String lock = new String();

     public void methodA() {
        try {
            synchronized (this) {
                System.out.println("methodA start ThreadName= " + Thread.currentThread().getName() + " startTime=" + System.currentTimeMillis());
                Thread.sleep(5000);
                System.out.println("methodA start ThreadName= " + Thread.currentThread().getName() + " endTime=" + System.currentTimeMillis());
            }
        } catch (InterruptedException e) {
            throw new RuntimeException(e);
        }

    }

    public void methodB() {
        try {
            synchronized (lock) {
                System.out.println("methodB start ThreadName= " + Thread.currentThread().getName() + " startTime=" + System.currentTimeMillis());
                Thread.sleep(5000);
                System.out.println("methodB start ThreadName= " + Thread.currentThread().getName() + " endTime=" + System.currentTimeMillis());
            }
        } catch (InterruptedException e) {
            throw new RuntimeException(e);
        }
    }
}

结果：

methodA start ThreadName= a startTime=1690361599813
methodB start ThreadName= b startTime=1690361599813
methodA start ThreadName= a endTime=1690361604820
methodB start ThreadName= b endTime=1690361604820

结论：从结果可以看出，虽然methodA和methodB中都存在同步代码块，但是因为锁对象不同，所以两个同步代码块的调用互不影响。

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