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这是一条镜像帖。来源:北邮人论坛 / soft-design / #10105同步于 2006/8/18
SoftDesign机器人发帖

Re: [求助]关于监视器模型

Lonhero
2006/8/18镜像同步0 回复
Java对多线程的支持与同步机制深受大家的喜爱,似乎看起来使用了synchronized关键字就可以轻松地解决多线程共享数据同步问题。到底如何?――还得对synchronized关键字的作用进行深入了解才可定论。 总的说来,synchronized关键字可以作为函数的修饰符,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。如果再细的分类,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,它取得的锁都是对象,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)与之相关联。 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。 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就都可以调用它们。 1. 把synchronized当作函数修饰符时,示例代码如下: Public synchronized void methodAAA() { //…. } 这也就是同步方法,那这时synchronized锁定的是哪个对象呢?它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,它们之间会形成互斥,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却可以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 methodAAA() { synchronized (this) // (1) { //….. } } (1)处的this指的是什么呢?它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,才可以调用P1的同步方法,而对P2而言,P1这个锁与它毫不相干,程序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 method3(SomeObject so) { synchronized(so) { //….. } } 这时,锁就是so这个对象,谁拿到这个锁谁就可以运行它所控制的那段代码。当有一个明确的对象作为锁时,就可以这样写程序,但当没有明确的对象作为锁,只是想让一段代码同步时,可以创建一个特殊的instance变量(它得是一个对象)来充当锁: class Foo implements Runnable { private byte[] lock = new byte[0]; // 特殊的instance变量 Public void methodA() { 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 methodAAA() // 同步的static 函数 { //…. } public void methodBBB() { synchronized(Foo.class) // class literal(类名称字面常量) } } 代码中的methodBBB()方法是把class literal作为锁的情况,它和同步的static函数产生的效果是一样的,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()用于作同步锁还不一样,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。 可以推断:如果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,因为它们的锁都不一样。A方法的锁是Obj这个对象,而B的锁是Obj所属的那个Class。 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序。 还有一些技巧可以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+它的 get方法,而不要定义public/protected的instance变量。如果将变量定义为public,对象在外界可以绕过同步方法的控制而直接取得它,并改动它。这也是JavaBean的标准实现方式之一。 2. 如果instance变量是一个对象,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。 Java线程及同步(synchronized)样例代码 import java.io.*; import java.util.*; import java.text.SimpleDateFormat; public class TestThread extends Thread { private static Integer threadCounterLock; //用于同步,防止数据被写乱 private static int threadCount; //本类的线程计数器 static { threadCount = 0; threadCounterLock = new Integer(0); } public TestThread() { super(); } public synchronized static void incThreadCount() { threadCount++; System.out.println("thread count after enter: " + threadCount); } public synchronized static void decThreadCount() { threadCount--; System.out.println("thread count after leave: " + threadCount); } public void run() { synchronized(threadCounterLock) //同步 { threadCount++; System.out.println("thread count after enter: " + threadCount); } //incThreadCount(); //和上面的语句块是等价的 final long nSleepMilliSecs = 1000; //循环中的休眠时间 long nCurrentTime = System.currentTimeMillis(); long nEndTime = nCurrentTime + 30000; //运行截止时间 SimpleDateFormat simpleDateFormat = new SimpleDateFormat("yyyy-MM-dd HH:mm:ss"); try { while (nCurrentTime < nEndTime) { nCurrentTime = System.currentTimeMillis(); System.out.println("Thread " + this.hashCode() + ", current time: " + simpleDateFormat.format(new Date(nCurrentTime))); try { sleep(nSleepMilliSecs); } catch(InterruptedException ex) { ex.printStackTrace(); } } } finally { synchronized(threadCounterLock) //同步 { threadCount--; System.out.println("thread count after leave: " + threadCount); } //decThreadCount(); //和上面的语句块是等价的 } } public static void main(String[] args) { TestThread[] testThread = new TestThread[2]; for (int i=0; i { testThread[i] = new TestThread(); testThread[i].start(); } } } 同步就是简单的说我用的时候你不能用,大家用的要是一样的就这样! 比如说有只苹果很好吃,我拉起来咬一口,放下,你再拉起咬一口,这就同步了,要是大家一起咬,呵呵,那就结婚吧,婚礼上常能看到这个,也不怕咬着嘴,嘻嘻嘻! 举个例子,现在有个类,类中有一个私有成员一个苹果,两个方法一个看,一个吃。 现在不同步,我一“看”,哈哈一个苹果,我“吃”四分之一了 你一“看”,哈哈一个苹果,也“吃”四分之一了。 可能的情况就是都是看到一个苹果但我的吃方法用在你的之前,所以可能你只能吃到3/4的1/4也就是3/16个而不是1/4个苹果了。 现在加入同步锁,我在吃的时候你看被锁,等吃完了,你再看,啊3/4个苹果,吃1/3好了了,就这样!
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