并发编程学习笔记(3)----synchronized关键字以及单例模式与线程安全问题

内容导读

互联网集市收集整理的这篇技术教程文章主要介绍了并发编程学习笔记(3)----synchronized关键字以及单例模式与线程安全问题，小编现在分享给大家，供广大互联网技能从业者学习和参考。文章包含4648字，纯文字阅读大概需要7分钟。

内容图文

再说synchronized关键字之前，我们首先先小小的了解一个概念-内置锁。

什么是内置锁？

在java中，每个java对象都可以用作synchronized关键字的锁，这些锁就被称为内置锁，每个对象的锁的信息都存在对象头中

所以synchronized关键字在使用过程中之所以能够保证线程的安全，也是因为使用了锁。下面就说说synchronized具体的几种用法，及使用何种类型的内置锁。

（一）用synchronized关键字修饰实例方法，示例代码：

/**
     * synchronized 作用在实力方法上时，此时的内置锁为当前对象，即this
     */
    public synchronized void fun1 () {

    }

当synchronized关键字作用在实例方法上时，此时的内置锁为当前的对象-thsi。

（二）用synchronized关键字修饰静态方法，示例代码：

 /**
     * synchronized 作用在静态方法上时，此时的内置锁为当前类的字节码（Xxx.class）所对应Class对象
     */
    public static synchronized void fun2 () {

    }

当synchronized关键字作用在静态方法（类方法）上时，此时的内置锁为当前类的字节码对应的Class对象，及Xxx.class所对应的对象。

（三）用synchronized关键字修饰代码块，示例代码：

 /**
     * synchronized 作用在代码块时，此时的内置锁为括号中的对象
     */
    public static synchronized void fun3 () {

        synchronized (Main.class){
        }
    }

当作用在代码块上时，内置对象为括号中的对象，此时的括号是必须要有的，因为在代码块中，synchronized必须要接收一把锁来保证线程的安全，这里对象可以是任意的java对象，如你可以自己创建一个obj传入也是没有问题的。

由于每次的锁的获取和释放总是会耗费时间，所以在synchronized中优化中也存在了偏向锁，轻量级锁等。

偏向锁：很多情况下，竞争锁时不是多个线程，而是单个线程在访问，如果此时依然按照多个线程来获取和释放锁，就会在消耗资源，所以在java的对象头中的Mark Word中就会存储偏向锁的信息，偏向锁会偏向于第一次进来的线程，如果在运行过程中不存在其他线程使用同步锁的情况下，那么就会给当前线程添加偏向锁标记。它不会每次执行都获取释放锁，当遇到其他线程竞争该锁时，该偏向锁会被挂起，jvm将会消除该锁的偏向锁标记，使其变成标准的轻量级锁。偏向锁适用于始终只有一个线程执行任务的情况。可以通过命令 开启偏向锁：-XX:+UseBiasedLocking -XX:BiasedLockingStartupDelay=0

关闭偏向锁：-XX:-UseBiasedLocking

轻量级锁：轻量级锁是偏向锁失败升级得来的，它会简单的将对象头部作为指针，自旋的指向持有锁的线程堆栈内部，以此来判断一个线程是否持有对象锁，如果线程获取到轻量级锁成功，该线程可以顺利的进入到临界区执行，如果失败，则表示其他线程已经抢夺到了所，那么当前的轻量级锁就会膨胀成为重量级锁。

单例模式与线程安全问题。

在单利模式的懒汉式下，由于所执行的都是原子性操作，所以不会产生线程安全问题，但是当在饿汉式的模式下，由于非原子性操作，所以在多线程的环境下就会产生安全问题，产生非单例的对象。

所以一般在写多线程下的单例模式时，都采用的是双重判断加锁的机制方式来实现单例模式。实例代码：

package com.wangx.thread.t3;

/**
 * 单利模式与线程安全
 */
public class Singleton {

    /**
     * 使用volatile可以防止指令重排序的情况下产生的线程安全问题
     */
    private volatile static Singleton singleton;
    private Singleton() {

    }

    /**
     * 使用双重判断加锁的可以避免线程安全问题
     * @return
     */
    public static Singleton getInstance() {
        if (singleton == null ) {
            synchronized (Singleton.class) {
                if (singleton == null) {
                    singleton = new Singleton();
                }
            }
        }
        return singleton;
    }
}

使用双重判定是因为在第一个if为空的情况下，可能两个线程同时进入了if代码块，但是当前一个线程获取锁并创建了对象之后，后一个语句块由于是在第一个if语句块中，所以会继续往下执行，创建新的对象，产生了安全问题，所以在synchronized代码块中还需要再进行一次判断。使用volatile关键字修饰属性是因为在虚拟机的执行过程中由于性能优化，会进行指令重排序，如第一步申请了内存空间，第二部需要在空间上创建实例，第三步将对象引用指向实例空间，但是由于指令重排序可能会在申请空间之后就将对象引用指向空间，此时的对象还会创建，但是singleton 已经指向了空间，此时如果有其他线程进来刚好执行到第一个if语句时，singleton已经不为空了，就会产出线程安全问题，所以使用volatile可以禁止指令重排序，会对该变量的写操作设置一道屏障，在该变量没有赋值完成之前，不允许其他线程对该变量进行读操作。

volatile的使用及原理：

volatile在多线程的环境下保证了变量的修改对每个线程可见，可以轻量级的保证线程安全问题，比如在A线程中修改了a变量的值，那么该修改在线程b中是可见的，a变量一旦发生改变完成，那么b线程就能立刻读取到a改变后的值，这样就实现了线程之间通信的一个概念，保证线程的安全，相比较synchronized而已，volatile只能够保证一些原子性操作的变量的值一致性。在运用可以使用volatile来告诉另一个线程是否可以执行等操作。

volatile实现的原理是，在多个处理器处理任务时，cpu会将任务缓存到处理器中，这样可以加快任务的执行效率，但是到资源被写回到内存中时，所有处理器上缓存的该资源都将会失效，需要重新从内存中读取资源，为了保证数据一致性。而volatile关键字的作用就是将每个变量经处理器执行之后立刻写回到内存中，此时其他处理器失效，重新重内存中读取该资源，实现了变量在线程中的可见性，但是根据原理也可以看出，使用volatile也会降低处理器的执行效率，进而影响到程序的执行速度。所以在开发中volatile的使用也是需要注意和思考取舍的。

原文 并发编程学习笔记(3)----synchronized关键字以及单例模式与线程安全问题

内容总结

以上是互联网集市为您收集整理的并发编程学习笔记(3)----synchronized关键字以及单例模式与线程安全问题全部内容，希望文章能够帮你解决并发编程学习笔记(3)----synchronized关键字以及单例模式与线程安全问题所遇到的程序开发问题。 如果觉得互联网集市技术教程内容还不错，欢迎将互联网集市网站推荐给程序员好友。

内容备注

版权声明：本文内容由互联网用户自发贡献，该文观点与技术仅代表作者本人。本站仅提供信息存储空间服务，不拥有所有权，不承担相关法律责任。如发现本站有涉嫌侵权/违法违规的内容， 请发送邮件至 gblab@vip.qq.com 举报，一经查实，本站将立刻删除。

内容手机端

---