Java 慎用方法级别的synchronized关键字

为什么要这么说呢, 因为笔者被这个坑过(其实是自己坑自己)╮(╯_╰)╭

先看一段synchronized 的详解:

synchronized 是 java语言的关键字,当它用来修饰一个方法或者一个代码块的时候,能够保证在同一时刻最多只有一个线程执行该段代码。

一、当两个并发线程访问同一个对象object中的这个synchronized(this)同步代码块时,一个时间内只能有一个线程得到执行。另一个线程必须等待当前线程执行完这个代码块以后才能执行该代码块。

二、然而,当一个线程访问object的一个synchronized(this)同步代码块时,另一个线程仍然可以访问该object中的非synchronized(this)同步代码块。

三、尤其关键的是,当一个线程访问object的一个synchronized(this)同步代码块时,其他线程对object中所有其它synchronized(this)同步代码块的访问将被阻塞。

四、第三个例子同样适用其它同步代码块。也就是说,当一个线程访问object的一个synchronized(this)同步代码块时,它就获得了这个object的对象锁。结果,其它线程对该object对象所有同步代码部分的访问都被暂时阻塞。

五、以上规则对其它对象锁同样适用.
简单来说, synchronized就是为当前的线程声明一个锁, 拥有这个锁的线程可以执行区块里面的指令, 其他的线程只能等待获取锁, 然后才能相同的操作.
这个很好用, 但是笔者遇到另一种比较奇葩的情况.
1. 在同一类中, 有两个方法是用了synchronized关键字声明
2. 在执行完其中一个方法的时候, 需要等待另一个方法(异步线程回调)也执行完, 所以用了一个countDownLatch来做等待
3. 代码解构如下:
synchronized void  a(){
  countDownLatch = new CountDownLatch(1);
  // do someing
  countDownLatch.await();
}

synchronized void b(){
     countDownLatch.countDown();
}
其中
a方法由主线程执行, b方法由异步线程执行后回调
执行结果是:
主线程执行 a方法后开始卡住, 不再往下做, 任你等多久都没用.
这是一个很经典的死锁问题
a等待b执行, 其实不要看b是回调的, b也在等待a执行. 为什么呢? synchronized 起了作用.
一般来说, 我们要synchronized一段代码块的时候, 我们需要使用一个共享变量来锁住, 比如:
byte[]  mutex = new byte[0];

void a1(){
     synchronized(mutex){
          //dosomething
     }
}

void b1(){

     synchronized(mutex){
          // dosomething
     }

}
如果把a方法和b方法的内容分别迁移到 a1和b1 方法的synchronized块里面, 就很好理解了.
a1执行完后会间接等待(countDownLatch)b1方法执行
然而由于 a1 中的mutex并没有释放, 就开始等待b1了, 这时候, 即使是异步的回调b1方法, 由于需要等待mutex释放锁, 所以b方法并不会执行
于是就引起了死锁
而这里的synchronized关键字放在方法前面, 起的作用就是一样的. 只是java语言帮你隐去了mutex的声明和使用而已. 同一个对象中的synchronized 方法用到的mutex是相同的, 所以即使是异步回调, 也会引起死锁, 所以要注意这个问题. 这种级别的错误是属于synchronized关键字使用不当. 不要乱用, 而且要用对.
那么这样的 隐形的mutex 对象究竟是 什么呢?
很容易想到的就是 实例本身. 因为这样就不用去定义新的对象了做锁了. 为了证明这个设想, 可以写一段程序来证明.
思路很简单, 定义一个类, 有两个方法, 一个方法声明为 synchronized, 一个在 方法体里面使用synchronized(this), 然后启动两个线程, 来分别调用这两个方法, 如果两个方法之间发生锁竞争(等待)的话, 就可以说明 方法声明的 synchronized 中的隐形的mutex其实就是 实例本身了.
public class MultiThreadSync {

    public synchronized void m1() throws InterruptedException{
         System. out.println("m1 call" );
         Thread. sleep(2000);
         System. out.println("m1 call done" );
    }

    public void m2() throws InterruptedException{
          synchronized (this ) {
             System. out.println("m2 call" );
             Thread. sleep(2000);
             System. out.println("m2 call done" );
         }
    }

    public static void main(String[] args) {
          final MultiThreadSync thisObj  = new MultiThreadSync();

         Thread t1 = new Thread(){
              @Override
              public void run() {
                  try {
                      thisObj.m1();
                 } catch (InterruptedException e) {
                      e.printStackTrace();
                 }
             }
         };

         Thread t2 = new Thread(){
              @Override
              public void run() {
                  try {
                      thisObj.m2();
                 } catch (InterruptedException e) {
                      e.printStackTrace();
                 }
             }
         };

         t1.start();
         t2.start();

    }

}
结果输出是:
m1 call
m1 call done
m2 call
m2 call done
说明方法m2的sync块等待了m1的执行. 这样就可以证实 上面的设想了.
另外需要说明的是, 当sync加在 static的方法上的时候, 由于是类级别的方法, 所以锁住的对象是当前类的class实例. 同样也可以写程序进行证明.这里略.
所以方法的synchronized 关键字, 在阅读的时候可以自动替换为synchronized(this){}就很好理解了.
                                        void method(){
void synchronized method(){                 synchronized(this){
      // biz code                               // biz code
}                             ------>>>      }
                                        }
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6 条评论

昵称

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  1. 豆芽哥

    sychronized是修饰代码块? 不是修饰对象的吗,为啥要提到代码块。

    1. jiacheo

      修饰对象,作用域是代码块 :)

  2. 没有昵称的昵称

    不错,点个赞

  3. a

    说明设计有问题

    1. jiacheo

      是的, 用法上没有考虑清楚导致

  4. bryan

    very nice 必须要有中文。。。。