你应该同步运行方法吗？为什么或者为什么不？

Question

我一直认为在实现 Runnable 的 java 类中同步 run 方法是多余的。 我想弄清楚人们为什么这样做：

public class ThreadedClass implements Runnable{
    //other stuff
    public synchronized void run(){
        while(true)
             //do some stuff in a thread
        }
    }
}

这似乎是多余和不必要的，因为他们正在为另一个线程获取对象的锁。或者更确切地说，他们明确表示只有一个线程可以访问 run() 方法。但是既然是run方法，那它本身不就是自己的线程吗？所以只有它自己可以访问，不需要单独的锁机制？

我在网上找到了一个建议，通过同步 run 方法，您可能会创建一个事实上的线程队列，例如这样做：

 public void createThreadQueue(){
    ThreadedClass a = new ThreadedClass();
    new Thread(a, "First one").start();
    new Thread(a, "Second one, waiting on the first one").start();
    new Thread(a, "Third one, waiting on the other two...").start();
 }

我永远不会亲自这样做，但这会引发一个问题，即为什么有人会同步 run 方法。 任何想法为什么或为什么不应该同步 run 方法？

Answer 1

同步Runnable 的run() 方法是完全没有意义的除非你想在多个线程之间共享Runnable并且你想对这些线程的执行。这基本上是一个矛盾的术语。

理论上还有另一个更复杂的场景，您可能希望同步run() 方法，这同样涉及在多个线程之间共享Runnable，但也使用wait() 和notify()。我在 21 多年的 Java 中从未遇到过它。

Answer 2

浏览代码 cmets 并取消注释并运行不同的块以清楚地看到差异，注意同步只有在使用相同的可运行实例时才会有差异，如果每个启动的线程都有一个新的可运行实例，则不会产生任何区别。

class Kat{

public static void main(String... args){
  Thread t1;
  // MyUsualRunnable is usual stuff, only this will allow concurrency
  MyUsualRunnable m0 = new MyUsualRunnable();
  for(int i = 0; i < 5; i++){
  t1 = new Thread(m0);//*imp*  here all threads created are passed the same runnable instance
  t1.start();
  }

  // run() method is synchronized , concurrency killed
  // uncomment below block and run to see the difference

  MySynchRunnable1 m1 = new MySynchRunnable1();
  for(int i = 0; i < 5; i++){
  t1 = new Thread(m1);//*imp*  here all threads created are passed the same runnable instance, m1
  // if new insances of runnable above were created for each loop then synchronizing will have no effect

  t1.start();
}

  // run() method has synchronized block which lock on runnable instance , concurrency killed
  // uncomment below block and run to see the difference
  /*
  MySynchRunnable2 m2 = new MySynchRunnable2();
  for(int i = 0; i < 5; i++){
  // if new insances of runnable above were created for each loop then synchronizing will have no effect
  t1 = new Thread(m2);//*imp*  here all threads created are passed the same runnable instance, m2
  t1.start();
}*/

}
}

class MyUsualRunnable implements Runnable{
  @Override
  public void  run(){
    try {Thread.sleep(1000);} catch (InterruptedException e) {}
}
}

class MySynchRunnable1 implements Runnable{
  // this is implicit synchronization
  //on the runnable instance as the run()
  // method is synchronized
  @Override
  public synchronized void  run(){
    try {Thread.sleep(1000);} catch (InterruptedException e) {}
}
}

class MySynchRunnable2 implements Runnable{
  // this is explicit synchronization
  //on the runnable instance
  //inside the synchronized block
  // MySynchRunnable2 is totally equivalent to MySynchRunnable1
  // usually we never synchronize on this or synchronize the run() method
  @Override
  public void  run(){
    synchronized(this){
    try {Thread.sleep(1000);} catch (InterruptedException e) {}
  }
}
}

Answer 3

其实很容易证明“同步或不同步”的合理性

如果您的方法调用可以改变对象的内部状态，则“同步”，否则不需要

简单例子

public class Counter {

  private int count = 0; 

  public void incr() {
    count++;
  }

  public int getCount() {
    return count;
  }
}

在上面的例子中，incr()需要同步，因为它会改变count的val，而getCount()不需要同步

但是还有一个极端情况，如果计数是 java.lang.Long, Double, Object 那么你需要声明为

private volatile long count = 0;

确保 ref 更新是原子的

基本上这是你在处理多线程时需要考虑 99% 的时间

Answer 4

根据我的经验，在 run() 方法中添加“同步”关键字没有用。如果我们需要同步多个线程，或者需要线程安全的队列，我们​​可以使用更合适的组件，比如 ConcurrentLinkedQueue。

Answer 5

为什么？最低限度的额外安全，我看不出有任何可能的情况会有所作为。

为什么不呢？这不是标准的。如果您作为团队的一员进行编码，当其他成员看到您同步的 run 时，他可能会浪费 30 分钟试图找出您的 run 或您用于运行的框架有什么特别之处Runnable 的。

Answer 6

与void blah() { synchronized(this) { 相比，使用synchronized void blah() 有一个优势，那就是生成的字节码将缩短1 个字节，因为同步将是方法签名的一部分，而不是单独的操作。这可能会影响 JIT 编译器内联方法的机会。除此之外没有区别。

最好的选择是使用内部private final Object lock = new Object() 来防止有人可能锁定您的显示器。它实现了相同的结果，而没有外部锁定的不利影响。你确实有那个额外的字节，但它很少会有所作为。

所以我会说不，不要在签名中使用synchronized 关键字。相反，使用类似的东西

public class ThreadedClass implements Runnable{
    private final Object lock = new Object();

    public void run(){
        synchronized(lock) {
            while(true)
                 //do some stuff in a thread
            }
        }
    }
}

根据评论进行编辑：

考虑一下同步的作用：它防止其他线程进入同一个代码块。所以想象一下你有一个像下面这样的课程。假设当前大小为 10。有人尝试执行添加，并强制调整后备数组的大小。当他们正在调整数组大小时，有人在不同的线程上调用了makeExactSize(5)。现在突然之间，您尝试访问data[6]，它会轰炸您。同步应该防止这种情况发生。在多线程程序中，您只需要 NEED 同步。

class Stack {
    int[] data = new int[10];
    int pos = 0;

    void add(int inc) {
        if(pos == data.length) {
            int[] tmp = new int[pos*2];
            for(int i = 0; i < pos; i++) tmp[i] = data[i];
            data = tmp;
        }
        data[pos++] = inc;
    }

    int remove() {
        return data[pos--];
    }

    void makeExactSize(int size) {
        int[] tmp = new int[size];
        for(int i = 0; i < size; i++) tmp[i] = data[i];
        data = tmp;
    }
}

Answer 7

理论上你可以毫无问题地调用 run 方法本身（毕竟它是公开的）。但这并不意味着人们应该这样做。所以基本上没有理由这样做，除了给调用 run() 的线程增加可以忽略不计的开销。好吧，除非您多次调用 new Thread 来使用该实例 - 尽管我 a) 不确定线程​​ API 是否合法，并且 b) 似乎完全没用。

您的createThreadQueue 也不起作用。非静态方法上的synchronized 在实例对象上同步（即this），因此所有三个线程将并行运行。