任何一个有经验的软件开发者都知道,对于多线程程序开发比较重要的一点,就是要注意线程间的同步安全问题,保证每个线程对共享数据的访问修改是同步的,否则可能会出现意想不到的情况,甚至死锁、崩溃等。Java开发中的同步机制也是非常重要的内容,本文将详细阐述Java的线程同步机制。

      Java同步机制简介

      JAVA中synchronized关键字能够作为函数的修饰符,也可作为函数内的语句,也就是平时说的同步方法和同步语句块。假如再细的分类,synchronized可作用于instance变量、object reference(对象引用)、static函数和class literals(类名称字面常量)身上。

      在进一步阐述之前,我们需要明确几点:

      A.无论synchronized关键字加在方法上还是对象上,他取得的锁都是对象,而不是把一段代码或函数当作锁――而且同步方法很可能还会被其他线程的对象访问。
      B.每个对象只有一个锁(lock)和之相关联。 
      C.实现同步是要很大的系统开销作为代价的,甚至可能造成死锁,所以尽量避免无谓的同步控制。

      synchronized的不同用法

      接着来讨论synchronized用到不同地方对代码产生的影响:

      假设P1、P2是同一个类的不同对象,这个类中定义了以下几种情况的同步块或同步方法,P1、P2就都能够调用他们。

      1. 把synchronized当作函数修饰符,示例代码如下:

      Public synchronized void method(){
      //…. 
      }

      这也就是同步方法,那这时synchronized锁定的是哪个对象呢?他锁定的是调用这个同步方法对象。也就是说,当一个对象P1在不同的线程中执行这个同步方法时,他们之间会形成互斥,达到同步的效果。但是这个对象所属的Class所产生的另一对象P2却能够任意调用这个被加了synchronized关键字的方法。

      上边的示例代码等同于如下代码:

      public void method()
      {
            synchronized (this)      //  (1) 
            {
              //….. 
            }
      }

      (1)处的this指的是什么呢?他指的就是调用这个方法的对象,如P1。可见同步方法实质是将synchronized作用于object reference。――那个拿到了P1对象锁的线程,才能够调用P1的同步方法,而对P2而言,P1这个锁和他毫不相干,程式也可能在这种情形下摆脱同步机制的控制,造成数据混乱。

       2.同步块,示例代码如下:

       public void method(SomeObject so) { 
             synchronized(so) 
             { 
               //….. 
             } 
       }

      这时,锁就是so这个对象,谁拿到这个锁谁就能够运行他所控制的那段代码。当有一个明确的对象作为锁时,就能够这样写程式,但当没有明确的对象作为锁,只是想让一段代码同步时,能够创建一个特别的instance变量(他得是个对象)来充当锁:

      class Foo implements Runnable 
      {
             private byte[] lock = new byte[0];  // 特别的instance变量
             Public void method() 
             {
                   synchronized(lock) { //… } 
             }
             //…..
      }

      注:零长度的byte数组对象创建起来将比任何对象都经济――查看编译后的字节码:生成零长度的byte[]对象只需3条操作码,而Object lock = new Object()则需要7行操作码。

      3. 将synchronized作用于static 函数,示例代码如下: 

       Class Foo
       { 
             public synchronized static void method1()   // 同步的static 函数 
             {
                    //…. 
             }
             public void method2() 
             {
                    synchronized(Foo.class)   //  class literal(类名称字面常量) 
             } 
       } 

      代码中的method2()方法是把class literal作为锁的情况,他和同步的static函数产生的效果是相同的,取得的锁很特别,是当前调用这个方法的对象所属的类(Class,而不再是由这个Class产生的某个具体对象了)。

      记得在《Effective Java》一书中看到过将 Foo.class和 P1.getClass()用于作同步锁还不相同,不能用P1.getClass()来达到锁这个Class的目的。P1指的是由Foo类产生的对象。

      能够推断:假如一个类中定义了一个synchronized的static函数A,也定义了一个synchronized 的instance函数B,那么这个类的同一对象Obj在多线程中分别访问A和B两个方法时,不会构成同步,因为他们的锁都不相同。A方法的锁是Obj所属的那个Class,而B的锁是Obj所属的这个对象。

      小结如下:

      搞清楚synchronized锁定的是哪个对象,就能帮助我们设计更安全的多线程程式。

      其他同步技巧

      更有一些技巧能够让我们对共享资源的同步访问更加安全:

      1. 定义private 的instance变量+他的 get方法,而不要定义public/protected的instance变量。假如将变量定义为public,对象在外界能够绕过同步方法的控制而直接取得他,并改变他。这也是JavaBean的标准实现方式之一。

      2. 假如instance变量是个对象,如数组或ArrayList什么的,那上述方法仍然不安全,因为当外界对象通过get方法拿到这个instance对象的引用后,又将其指向另一个对象,那么这个private变量也就变了,岂不是很危险。 这个时候就需要将get方法也加上synchronized同步,并且,只返回这个private对象的clone()――这样,调用端得到的就是对象副本的引用了。

本文发布:Android开发网
本文地址:http://www.teaching4real.com/android/course/65.html
2012年6月5日
发布:鸡啄米 分类:Android开发教程 浏览: 注册送白菜网:0