月度归档:2016年12月

Java 中的同步

From: [Android教程] 浅谈Java同步锁(Android中的同步)

多线程应用中,我们往往会对同一对象或类进行操作,这时我们需要应用同步锁,以保证程序的正常运行。本文将从Synchronized, wait, notify这些Java常见的关键字/函数作为出发点,总结同步与锁的问题,适合Java初级者阅读解惑。

synchronized 关键字

在实际编程中,我们有两种方式实现同步,分别是同步方法(synchronized methods)或同步块(synchronized block/synchronized statement)。

同步方法是在方法前加synchronized, 如果该方法是static的,则认为锁是相对于Class的,其他线程操作该类的任何对象时,遇到static同步方法或者方法内同步该Class时,需要等待;若该方法不是static的,则认为锁是相对于自身对象(this)的,其他线程操作此对象时,遇到同步方法(非static),需要等待。

[注意点]

  1. 可以认为锁是属于引用类型的, 同步的操作需要获取锁之后才进行,否则一直等待。编程时需注意锁(synchronized)的对象。
  2. 线程在wait后会释放持有的锁。有关wait详细说明参见本文第二部分。
  3. 各线程同步时遵守先触发,先得锁原则(happens-before relationship)。
  4. 构造函数无法被synchronized。

wait && notify

wait, notify, notifyAll方法均定义在基类Object中,它们的职责是为了在多线程中,可以有效的进行线程间交互,或者控制转移。一个线程执行了wait, 需要其他线程notify,或者notifyAll, 才可以继续执行。举个例子,消费者和生产者,当没有Message被生产者生产时,消费者则一直处于wait状态,直到生产者生产了一条Message,然后notify消费者进行消费。

[注意点]

  1. wait, notify, notifyAll必须在synchronized代码内。即该线程持有了某引用的锁时,wait, notify, notifyAll才可以被执行,否则,会报IllegalMonitorStateException.

    如以下代码(针对wait的,notify, notifyAll同理):

    // 会抛IllegalMonitorStateException异常, 因为没持有this的锁。
    this.wait();
    
    synchronized(this) {
    
       // 正确写法
       this.wait();
    
       // 会抛IllegalMonitorStateException异常, 因为没有持有a对象的锁。
       this.a.wait();
    }
    
  2. 执行wait()后会释放锁持有的锁,其他等待同步中的线程这时会持有该锁,并执行。

  3. wait()执行后,线程状态会变为disabled, 想继续执行除非以下事件中的一个发生:

  • 其他线程在此同步的引用上执行了notify()或者notifyAll(),注意是和wait相同引用上执行的notify()。
  • 线程被其他线程中断,会报InterruptedException。
  • wait可以指定timeout, 当timeout时间过去时。
  1. wait继续执行需要重新获得该引用的锁,若有其他线程占有着此锁,则仍然无法恢复。

  2. notify是随机唤醒一个wait中的线程,notifyAll是把所有wait中的线程全部唤醒。notify的对象仍旧是其持有的锁的引用。

  3. 如果没有线程wait, notify将会被忽略。