多线程(4) — 同步互斥与通信

多线程问题：比如银行转账等问题

synchronized:"同步 = 加锁 "：含有synchronized关键字的代码块，同时最多只能有一个线程运行并锁定，当有其它线程运行时要先检查有没有其它线程在使用，若有则等待其线程运行完后再运行，若没有则直接运行并上锁。相当于不受CPU切换的干扰。

多线程对同一资源进行处理时，CPU会随机快速切换，所以会出现线程A的方法处理一半，线程B接收调用B的方法，导致线程不安全，如下：

public class SynchronizedTest {

    public static void main(String[] args) {
        final Phone phone = new Phone();
        new Thread(new Runnable() {    // 1. Thread1
            @Override
            public void run() {
                while (true){
                    try {
                        Thread.sleep(10);
                    } catch (InterruptedException e) {
                        e.printStackTrace();
                    }
                    phone.getPhone("iphone-x plus");
                }
            }
        }).start();

        new Thread(){      // 2. Thread2
            @Override
            public void run() {
                while (true){
                    try {
                        Thread.sleep(10);
                    } catch (InterruptedException e) {
                        e.printStackTrace();
                    }
                    phone.getPhone("小米特别版");
                }
            }
        }.start();
    }

}

// 调用的公共方法
class Phone {
    public void getPhone(String phone){
        for (int i=0; i<phone.length();i++){
            System.out.print(phone.charAt(i));
        }
        System.out.println("---------");
    }
}

====console===
iphone-x plus---------
小米特别版---------
iphone-x plus---------
小米特别版---------
iphone-x p小米特别版---------
lus---------

所以会出现数据错误的情况。

解决：
如果只需要同步一部分代码块可以用 synchronized(this){ ... } 来完成，这里有个小问题就是this，synchronized 需要指定的是同一个对象，如果两个线程中的对象名称不一样那么在synchronized()括号里就不知道写什么，而且容易出现指的不是同一对象的情况，这样不起作用，所以在这里用this就是指向调用该方法的对象。如下就会报错 ：

class Phone {
    public void getPhone(String phone){
        synchronized (phone){            //1 . phone 没有效果 
            for (int i=0; i<phone.length();i++){
                System.out.print(phone.charAt(i));
            }
            System.out.println("---------");
        }
    }
}

===console====
iphone-x plus---------
小米特iphone-x plus---------
别版---------
iphone-x plus---------
小米特别版

代码中1的phone指是“iphone-x plus”与“小米特别版”也就是当第一个方法进来的时候是为第一个iphone-x的加锁，当小米进来的时候又是小米所以不是同一个对象无法控制锁，就好比一间确实上锁的房子，但访问者进入了另一间房子。

而且同一个方法最好只加一个synchronized，否则会出现互不相让而死锁的情况。

接下来讨论三种方法间是否线程互斥,(第二个线程调用getPhone2()方法)

class Phone {

    //1. 
    public void getPhone(String phone){
        synchronized (this){
            for (int i=0; i<phone.length();i++){
                System.out.print(phone.charAt(i));
            }
            System.out.println("---------");
        }

    }

    //2.
    public synchronized void getPhone2(String phone){
            for (int i=0; i<phone.length();i++){
                System.out.print(phone.charAt(i));
            }
            System.out.println("---------");
    }

    //3.
    public static synchronized void getPhone3(String phone){
        for (int i=0; i<phone.length();i++){
            System.out.print(phone.charAt(i));
        }
        System.out.println("---------");
    }

}

在console上显示的结果是12同步、13不同步、23不同步。
12同步：第二个方法其实默认的this与第1个方法是一样的对象，所以线程是互斥的同步。
13与23不同步：static静态方法运行时要有锁对象与之关联，似乎找不到锁对象，类的字节码在内存里面也算是对象，静态方法运行的时候不用创建类的实例对象，因为静态方法在jvm类加载时就已经加载并分配内存了。而此时字节码对象已经在内存里面了，所以要实现比如13同步就可以用字节码对象来保证同步。
（而获取类的字节码在起手式—Object中的getClass()中提到，可以用.class来获取。）

image.png

果然，在改成类的字节码之后13的数据就正常了，13互斥。
(class Phone 放在外面就相当于Phone.class如果拉到SynchronizedTest内部就变成SynchronizedTest.Phone.class所以再建文件时候不会冲突)
(这里又对static静态方法、反射、jvm类加载其它知识进行了扩充)