現(xiàn)在的節(jié)奏已經(jīng)要變成一周一更了嗎，不行幌甘，絕對(duì)不行
本次的文章也是基本講爛了的synchronized潮售，希望我寫的比別人寫的更簡(jiǎn)單易懂，哈哈哈锅风。其實(shí)有關(guān)多線程的知識(shí)點(diǎn)有很多酥诽，無論哪門語言都是這樣，所以以后會(huì)穿插著其他知識(shí)點(diǎn)來講解皱埠，不然也是太枯燥了肮帐。
線程不安全
在《Java并發(fā)編程實(shí)戰(zhàn)》中有這么一句話
當(dāng)多個(gè)線程訪問一個(gè)類時(shí)，如果不用考慮這些線程在運(yùn)行時(shí)環(huán)境下的調(diào)度和交替進(jìn)行，并且不需要額外的同步及調(diào)用方代碼不必作其它的協(xié)調(diào)训枢，這個(gè)類的行為仍然是正確的托修，那么成這個(gè)類是線程安全的。
通俗一點(diǎn)來說恒界，要想代碼線程安全睦刃，其實(shí)就是保證狀態(tài)的訪問時(shí)不出錯(cuò)的，對(duì)象的狀態(tài)一般情況下指的是數(shù)據(jù)十酣。但是數(shù)據(jù)大多數(shù)情況都是共享涩拙，可變的。
其實(shí)在我們的日常開發(fā)中耸采，遇到最多的線程不安全更多的是對(duì)某一個(gè)變量的修改是否能達(dá)到預(yù)期兴泥，所以下面的例子更多的聚焦于簡(jiǎn)單的保證變量的修改是安全的。
首先來看下著名的i++不安全的例子
package concurrent.safe;
import java.util.concurrent.CountDownLatch;
import java.util.concurrent.ExecutorService;
import java.util.concurrent.Executors;
public class SynchronizedDemo {
//普通方法虾宇，代碼塊搓彻，靜態(tài)方法
public static void main(String[] args) throws InterruptedException {
int threadSize = 1000;
ThreadAddExample example = new ThreadAddExample();
//保證主線程結(jié)束于各個(gè)子線程的后面
final CountDownLatch countDownLatch = new CountDownLatch(threadSize);
//以不推薦的方式啟動(dòng)一個(gè)線程池
ExecutorService executorService = Executors.newCachedThreadPool();
for (int i = 0; i < threadSize; i++) {
executorService.execute(() -> {
example.add();
countDownLatch.countDown();
});
}
countDownLatch.await();
//關(guān)閉線程池，不然會(huì)一直阻塞
executorService.shutdown();
System.out.println(example.get());
}
}
class ThreadAddExample {
private static int cnt = 0;
public void add() {
cnt++;
}
public int get() {
return cnt;
}
}
整個(gè)流程是說創(chuàng)建了一個(gè)線程池嘱朽，然后執(zhí)行了1000個(gè)任務(wù)旭贬，每個(gè)任務(wù)都是對(duì)cnt進(jìn)行++操作，最后讀取cnt燥翅。但是沒有進(jìn)行保護(hù)骑篙，所以肯定存在兩個(gè)線程同時(shí)修改了cnt變量蜕提，導(dǎo)致了其中一個(gè)線程的修改是無效的森书，在本例中體現(xiàn)的就是cnt不可能等于1000。
來看下運(yùn)行結(jié)果谎势，可以看到結(jié)果如預(yù)期凛膏，有的時(shí)候差的比較多，有的時(shí)候差的比較少脏榆，主要還是看CPU猖毫。
用法
針對(duì)上述情況就需要使用一定同步措施來保證實(shí)施的結(jié)果是對(duì)的，本文主要采用的是synchronized關(guān)鍵字
代碼塊
在上述類中新增一個(gè)方法
public void addWithBlockSync1() {
synchronized (ThreadAddExample.class) {
cnt++;
}
}
是以ThreadAddExample這個(gè)類作為鎖须喂，這樣每個(gè)線程都要能獲取到這個(gè)類才能對(duì)cnt資源進(jìn)行修改吁断，最終的結(jié)果如下，可以看到無論運(yùn)行多少次結(jié)果都是1000坞生，說明沒有兩個(gè)及以上的線程在同一時(shí)間內(nèi)修改cnt仔役。
來看下同樣是用synchronized包圍代碼塊的另外一個(gè)例子
public void addWithBlockSync2() {
synchronized (new ThreadAddExample()) {
cnt++;
}
}
注意這里用的鎖是線程自己new的一個(gè)實(shí)例
奇怪了，為什么會(huì)線程不安全呢是己？
第一種情況就像一個(gè)房間只有一扇門又兵，每個(gè)線程只有拿到同一個(gè)鑰匙才能進(jìn)房間，所以線程是安全的。第二種情況是線程自己new了一個(gè)實(shí)例沛厨，相當(dāng)于給線程造了多個(gè)門宙地，線程只需要開自己的那扇門就能進(jìn)入房間逗鸣。
那鎖對(duì)象不是new ThreadAddExample() 而是 this 的情況呢
public void addWithBlockSync3() {
synchronized (this) {
cnt++;
}
}
測(cè)試結(jié)果是能能夠保證線程安全漏策，因?yàn)殒i是this，與上面不同的是整個(gè)過程我們只new了一個(gè)對(duì)象吠冤。
普通方法
還有一種方法是直接在方法體里面添加synchronized關(guān)鍵字
public synchronized void addWithMethodSync() {
cnt++;
}
可以發(fā)現(xiàn)同樣也是能達(dá)到線程安全的目的
靜態(tài)方法
除了上述的方法页屠，還有一種常用的就是在靜態(tài)方法中使用關(guān)鍵字
public synchronized static void addWithStaticSync() {
cnt++;
}
結(jié)果如下：
原理
采用javap -verbose xxx.class看下字節(jié)碼文件
同步代碼塊
可以看到同步代碼塊無論是隨便new一個(gè)對(duì)象當(dāng)鎖粹胯，還是采用this單鎖，其實(shí)主要是由monitorenter和monitorexit來保證了線程的安全辰企。
方法體
可看到方法體是在flags的字段里有個(gè)ACC_SYNCHRONIZED標(biāo)志风纠，兩種方式的原理大概就這樣，接下來著重講下monitor牢贸。
對(duì)象頭
簡(jiǎn)單的說下對(duì)象頭的組成竹观，但是這個(gè)組成好像是沒有什么客觀的外在表現(xiàn)形式，這里也只是寫出了書本上以及博客上多數(shù)同意的結(jié)構(gòu)
其他的暫時(shí)不用管潜索，后期寫虛擬機(jī)相關(guān)的文章的時(shí)候還會(huì)詳細(xì)介紹臭增，只要知道對(duì)象由對(duì)象頭、實(shí)例數(shù)據(jù)和對(duì)齊填充組成竹习，而對(duì)象頭里面有個(gè)指向monitor的指針誊抛，這個(gè)monitor可以看作就是一個(gè)重量級(jí)鎖。
有關(guān)monitor的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)在jvm的源碼整陌，具體來說這里指的是hotspot的源碼中拗窃，重要的變量注釋也寫在后面了。
因?yàn)槊總€(gè)對(duì)象都有對(duì)象頭泌辫，每個(gè)對(duì)象頭都有指向一個(gè)monitor的指針随夸，所以每個(gè)對(duì)象都能作為鎖；因?yàn)閙onitor中有個(gè)count的字段震放，所以反編譯可以看到是使用了monitorenter和monitorexit宾毒，用兩次monitorexit查找網(wǎng)上博客是說為了保證異常的情況下也能釋放鎖 。
