浅谈Java多线程的同步问题

浏览数：18 / 时间：2015年06月08日

多线程的同步依靠的是对象锁机制，synchronized关键字的背后就是利用了封锁来实现对共享资源的互斥访问。

下面以一个简单的实例来进行对比分析。实例要完成的工作非常简单，就是创建10个线程，每个线程都打印从0到99这100个数字，我们希望线程之间不会出现交叉乱序打印，而是顺序地打印。

先来看第一段代码，这里我们在run()方法中加入了synchronized关键字，希望能对run方法进行互斥访问，但结果并不如我们希望那样，这是因为这里synchronized锁住的是this对象，即当前运行线程对象本身。代码中创建了10个线程，而每个线程都持有this对象的对象锁，这不能实现线程的同步。

 1 代码Code highlighting produced by Actipro CodeHighlighter (freeware)http://www.CodeHighlighter.com/-->package com.vista;
 2 
 3 class MyThread implements java.lang.Runnable
 4 {
 5     private int threadId;
 6 
 7     public MyThread(int id)
 8     {
 9         this.threadId = id;
10     }
11     @Override
12     public synchronized void run() 
13     {
14         for (int i = 0; i < 100; ++i)
15         {
16             System.out.println("Thread ID: " + this.threadId + " : " + i);
17         }
18     }
19 }
20 public class ThreadDemo
21 {
22     /**
23      * @param args
24      * @throws InterruptedException 
25      */
26     public static void main(String[] args) throws InterruptedException
27     {
28         for (int i = 0; i < 10; ++i)
29         {
30             new Thread(new MyThread(i)).start();
31             Thread.sleep(1);
32         }
33     }
34 }

从上述代码段可以得知，要想实现线程的同步，则这些线程必须去竞争一个唯一的共享的对象锁。

基于这种思想，我们将第一段代码修改如下所示，在创建启动线程之前，先创建一个线程之间竞争使用的Object对象，然后将这个Object对象的引用传递给每一个线程对象的lock成员变量。这样一来，每个线程的lock成员都指向同一个Object对象。我们在run方法中，对lock对象使用synchronzied块进行局部封锁，这样就可以让线程去竞争这个唯一的共享的对象锁，从而实现同步。

 1 代码Code highlighting produced by Actipro CodeHighlighter (freeware)http://www.CodeHighlighter.com/-->package com.vista;
 2 
 3 class MyThread implements java.lang.Runnable
 4 {
 5     private int threadId;
 6     private Object lock;
 7     public MyThread(int id, Object obj)
 8     {
 9         this.threadId = id;
10         this.lock = obj;
11     }
12     @Override
13     public  void run() 
14     {
15         synchronized(lock)
16         {
17             for (int i = 0; i < 100; ++i)
18             {
19                 System.out.println("Thread ID: " + this.threadId + " : " + i);
20             }
21         }
22     }
23 }
24 public class ThreadDemo
25 {
26     /**
27      * @param args
28      * @throws InterruptedException 
29      */
30     public static void main(String[] args) throws InterruptedException
31     {
32         Object obj = new Object();
33         for (int i = 0; i < 10; ++i)
34         {
35             new Thread(new MyThread(i, obj)).start();
36             Thread.sleep(1);
37         }
38     }
39 }

从第二段代码可知，同步的关键是多个线程对象竞争同一个共享资源即可，上面的代码中是通过外部创建共享资源，然后传递到线程中来实现。我们也可以利用类成员变量被所有类的实例所共享这一特性，因此可以将lock用静态成员对象来实现，代码如下所示：

 1 代码Code highlighting produced by Actipro CodeHighlighter (freeware)http://www.CodeHighlighter.com/-->package com.vista;
 2 
 3 class MyThread implements java.lang.Runnable
 4 {
 5     private int threadId;
 6     private static Object lock = new Object();
 7     public MyThread(int id)
 8     {
 9         this.threadId = id;
10     }
11     @Override
12     public  void run() 
13     {
14         synchronized(lock)
15         {
16             for (int i = 0; i < 100; ++i)
17             {
18                 System.out.println("Thread ID: " + this.threadId + " : " + i);
19             }
20         }
21     }
22 }
23 public class ThreadDemo 
24 {
25     /**
26      * @param args
27      * @throws InterruptedException 
28      */
29     public static void main(String[] args) throws InterruptedException
30     {
31         for (int i = 0; i < 10; ++i)
32         {
33             new Thread(new MyThread(i)).start();
34             Thread.sleep(1);
35         }
36     }
37 }

再来看第一段代码，实例方法中加入sychronized关键字封锁的是this对象本身，而在静态方法中加入sychronized关键字封锁的就是类本身。静态方法是所有类实例对象所共享的，因此线程对象在访问此静态方法时是互斥访问的，从而可以实现线程的同步，代码如下所示：

 1 代码Code highlighting produced by Actipro CodeHighlighter (freeware)http://www.CodeHighlighter.com/-->package com.vista;
 2 
 3 class MyThread implements java.lang.Runnable
 4 {
 5     private int threadId;
 6     
 7     public MyThread(int id)
 8     {
 9         this.threadId = id;
10     }
11     @Override
12     public  void run() 
13     {
14         taskHandler(this.threadId);
15     }
16     private static synchronized void taskHandler(int threadId)
17     {
18         for (int i = 0; i < 100; ++i)
19         {
20             System.out.println("Thread ID: " + threadId + " : " + i);
21         }
22     }
23 }
24 public class ThreadDemo
25 {
26     /**
27      * @param args
28      * @throws InterruptedException 
29      */
30     public static void main(String[] args) throws InterruptedException
31     {
32         for (int i = 0; i < 10; ++i)
33         {
34             new Thread(new MyThread(i)).start();
35             Thread.sleep(1);
36         }
37     }
38 }