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099100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. 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.     }  

     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. 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.     }  

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. 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.     }  

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. 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.     }