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java并發中的Synchronized關鍵詞
java并發中的Synchronized關鍵詞
如果在多線程的環境中，我們經常會遇到資源競爭的情況，比如多個線程要去同時修改同一個共享變量，這時候，就需要對資源的訪問方法進行一定的處理，保證同一時間只有一個線程訪問。
java提供了synchronized關鍵字，方便我們實現上述操作。
為什么要同步
我們舉個例子，我們創建一個類，提供了一個setSum的方法：
public class SynchronizedMethods {
private int sum = 0;
public void calculate() {
setSum(getSum() + 1);
}
}
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如果我們在多線程的環境中調用這個calculate方法：
@Test
public void givenMultiThread_whenNonSyncMethod() throws InterruptedException {
ExecutorService service = Executors.newFixedThreadPool(3);
SynchronizedMethods summation = new SynchronizedMethods();
IntStream.range(0, 1000)
.forEach(count -> service.submit(summation::calculate));
service.shutdown();
service.awaitTermination(1000, TimeUnit.MILLISECONDS);
assertEquals(1000, summation.getSum());
}
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按照上面的方法，我們預計要返回1000， 但是實際上基本不可能得到1000這個值，因為在多線程環境中，對同一個資源進行同時操作帶來的不利影響。
那我們怎么才能夠建線程安全的環境呢？
Synchronized關鍵詞
java提供了多種線程安全的方法，本文主要講解Synchronized關鍵詞，Synchronized關鍵詞可以有很多種形式：
Instance methods
Static methods
Code blocks
當我們使用synchronized時，java會在相應的對象上加鎖，從而在同一個對象等待鎖的方法都必須順序執行，從而保證了線程的安全。
Synchronized Instance Methods
Synchronized關鍵詞可以放在實例方法的前面：
public synchronized void synchronisedCalculate() {
setSum(getSum() + 1);
}
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看下調用結果：
@Test
public void givenMultiThread_whenMethodSync() {
ExecutorService service = Executors.newFixedThreadPool(3);
SynchronizedMethods method = new SynchronizedMethods();
IntStream.range(0, 1000)
.forEach(count -> service.submit(method::synchronisedCalculate));
service.awaitTermination(1000, TimeUnit.MILLISECONDS);
assertEquals(1000, method.getSum());
}
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這里synchronized將會鎖住該方法的實例對象，多個線程中只有獲得該實例對象鎖的線程才能夠執行。
Synchronized Static Methods
Synchronized關鍵詞也可以用在static方法前面：
public static synchronized void syncStaticCalculate() {
staticSum = staticSum + 1;
}
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Synchronized放在static方法前面和實例方法前面鎖住的對象不同。放在static方法前面鎖住的對象是這個Class本身，因為一個Class在JVM中只會存在一個，所以不管有多少該Class的實例，在同一時刻只會有一個線程可以執行該放方法。
@Test
public void givenMultiThread_whenStaticSyncMethod() throws InterruptedException {
ExecutorService service = Executors.newCachedThreadPool();
IntStream.range(0, 1000)
.forEach(count ->
service.submit(SynchronizedMethods::syncStaticCalculate));
service.shutdown();
service.awaitTermination(100, TimeUnit.MILLISECONDS);
assertEquals(1000, SynchronizedMethods.staticSum);
}
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Synchronized Blocks
有時候，我們可能不需要Synchronize整個方法，而是同步其中的一部分，這時候，我們可以使用Synchronized Blocks：
public void performSynchronizedTask() {
synchronized (this) {
setSum(getSum() + 1);
}
}
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我們看下怎么測試：
@Test
public void givenMultiThread_whenBlockSync() throws InterruptedException {
ExecutorService service = Executors.newFixedThreadPool(3);
SynchronizedMethods synchronizedBlocks = new SynchronizedMethods();
IntStream.range(0, 1000)
.forEach(count ->
service.submit(synchronizedBlocks::performSynchronizedTask));
service.shutdown();
service.awaitTermination(100, TimeUnit.MILLISECONDS);
assertEquals(1000, synchronizedBlocks.getSum());
}
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上面我們同步的是實例，如果在靜態方法中，我們也可以同步class：
public static void performStaticSyncTask(){
synchronized (SynchronizedMethods.class) {
staticSum = staticSum + 1;
}
}
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我們看下怎么測試：
登錄后復制
@Test
public void givenMultiThread_whenStaticSyncBlock() throws InterruptedException {
ExecutorService service = Executors.newCachedThreadPool();
IntStream.range(0, 1000)
.forEach(count ->
service.submit(SynchronizedMethods::performStaticSyncTask));
service.shutdown();
service.awaitTermination(100, TimeUnit.MILLISECONDS);
assertEquals(1000, SynchronizedMethods.staticSum);
}
