当锁住的内容执行完或者在执行过程中抛出异常,才会自动释放锁。
如果想手动释放锁,需要调用锁住的对象的wait()方法释放掉锁并且置于等待状态,切换到其他线程运行,而notify()方法只是唤醒一个调用了该对象wait()方法的其他线程,但不会释放锁,选择顺序也不由代码控制,由虚拟机实现。
因此,对象的wait()、notify()、notifyAll()方法只能是配合synchronized关键字使用的,来完成线程间的调度。
其中锁住方法等同于synchronized(this){方法的所有代码作为代码块},如下:
public synchronized void test() {
...
}
等同于
public void test() {
synchronized (this) {
...
}
}
上面的例子锁住的是该类的对象,如果锁住的是个静态的方法,我们知道静态方法是属于类的而不属于对象的,所以,synchronized修饰的静态方法锁定的是这个类的所有对象,即就算是两个实例对象,只要他们都是这个类的,那都会锁住。
public synchronized static void test() {
...
}
等同于
public static void test() {
synchronized (所在类.class) {
...
}
}
无论是锁方法还是锁代码块,无论锁代码块时的参考对象是什么,只要记住一个原则就一目了然了,那就是当参考对象相同时,同步锁才起作用,否则锁不会互斥,可以并发执行。
synchronized(this)表示当前类的对象实例相同时锁起作用,synchronized(Object)表示该Object对象相同时锁起作用,synchronized(类class)表示当都是该class类时锁起作用。
举一个简单的例子:
public class TestController {
public class Task implements Runnable{
private String str;
Task(String str){
this.str=str;
}
@Override
public void run() {
synchronized (str) {
try {
Thread.sleep(3000l);
} catch (InterruptedException e) {
e.printStackTrace();
}
System.out.println(str);
}
}
}
public static void main(String[] args) throws InterruptedException {
TestController testController = new TestController();
Thread thread1 = new Thread(testController.new Task("1"));
Thread thread2 = new Thread(testController.new Task("1"));
thread1.start();
thread2.start();
}
}
上述代码,参照对象str都是"1",在java中,String字符串如果通过this.str="1"这样的方式赋值就等同于str=String.valueOf("1"),如果字符串"1"之前已经初始化过,那就会直接拿之前的,所以是同一个对象。根据上面介绍的原则,那锁就会起作用,所以结果是3秒之后输出1,再过3秒再输出1。
如果把thread2改成
Thread thread2 = new Thread(testController.new Task("2"));
这时参考对象一个是"1",另一个是"2",不是同一个对象,所以锁不会互斥,就不会起作用,所以结果是3秒后几乎同时输出1和2。
以上都是多个线程同时调用同一个方法,如果调用不同的方法呢?
public class Test{
public synchronized void m1(){
System.out.println("m1 running...");
try {
Thread.sleep(3000l);
} catch (InterruptedException e) {
e.printStackTrace();
}
System.out.println("m1 end");
}
public synchronized void m2(){
System.out.println("m2 running...");
System.out.println("m2 end");
}
public static void main(String[] args) {
Test test = new Test();
new Thread(new Runnable() {
@Override
public void run() {
test.m1();
}
}).start();
new Thread(new Runnable() {
@Override
public void run() {
test.m2();
}
}).start();
}
}
上面代码的输出结果是:
m1 running...
//过3秒
m1 end
m2 running...
m2 end
上面就说过synchronized修饰在方法上等同于synchronized(this){方法的所有代码作为代码块},而this就代表是对象,也就是说,第一个Thread获得的是test对象的锁,因为对象都是同一个test,所以第二个Thread无法获取到锁,而被阻塞。
把上面的例子改造成如下:
private String str = "1";
public void m1(){
synchronized(str){
System.out.println("m1 running...");
try {
Thread.sleep(3000l);
} catch (InterruptedException e) {
e.printStackTrace();
}
System.out.println("m1 end");
}
}
public void m2(){
synchronized(str){
System.out.println("m2 running...");
System.out.println("m2 end");
}
}
第一个Thread调用m1()时获取到的是对象str的锁,第二个Thread调用m2()时也需要获取对象str的锁,而且因为是同一个Test对象,所以两个str也是同一个对象,所以第二个Thread会因为获取不到锁而被阻塞,输出结果和之前的例子一样。
如果再把上面的例子改造成如下:
public class M1 {
public void m(String str){
synchronized (str) {
System.out.println("m1 runing");
try {
Thread.sleep(3000l);
} catch (InterruptedException e) {
e.printStackTrace();
}
System.out.println("m1 end");
}
}
}
public class M2 {
public void m(String str){
synchronized (str) {
System.out.println("m2 runing");
System.out.println("m2 end");
}
}
}
public class Test {
public static void main(String[] args) {
String str = "1";
new Thread(new Runnable() {
@Override
public void run() {
new M1().m(str);
}
}).start();
new Thread(new Runnable() {
@Override
public void run() {
new M2().m(str);
}
}).start();
}
}
这次调用的方法在两个类里面,但是结果和之前的两个例子是一样的,因为锁住的都是传进来的str对象,同一个对象只有一把锁,第一个Thread拿了,第二个Thread就只能等待。
总结:
A. 无论synchronized关键字加在方法上还是对象上,如果它作用的对象是非静态的,则它取得的锁是对象;如果synchronized作用的对象是一个静态方法或一个类,则它取得的锁是对类,该类所有的对象同一把锁。
B. 每个对象只有一个锁(lock)与之相关联,谁拿到这个锁谁就可以运行它所控制的那段代码。
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