Java 中的并发：同步的静态方法答案

【问题标题】：Concurrency in Java: synchronized static methodsJava 中的并发：同步的静态方法
【发布时间】：2023-03-25 07:39:01
【问题描述】：

我想了解如何对 Java 中的静态方法进行锁定。

假设我有以下课程：

class Foo {
    private static int bar = 0;
    public static synchronized void inc() { bar++; }
    public synchronized int get() { return bar; }

据我了解，当我调用f.get() 时，线程获取对象f 的锁，而当我调用Foo.inc() 时，线程获取类Foo 的锁。

我的问题是这两个调用如何相互同步？调用静态方法是否也会获得所有实例化的锁，还是反过来（这似乎更合理）？

编辑：

我的问题不完全是static synchronized 的工作原理，而是静态和非静态方法如何相互同步。即，我不希望两个线程同时调用f.get() 和Foo.inc()，但是这些方法获取不同的锁。我的问题是这是如何预防的，在上面的代码中是否可以预防。

【问题讨论】：

标签： java multithreading synchronized

【解决方案1】：

Static 锁附加到class 定义，因此在该类的所有实例之间共享。

none static 方法的同步只适用于类的当前实例（锁在类instance 上，例如this）。在您的示例中，您有两个没有相互关系的不同锁。

我不希望两个线程同时调用 f.get() 和 Foo.inc()，但是这些方法获取不同的锁。我的问题是这是如何预防的，在上面的代码中是否可以预防

您必须共享一个锁才能仲裁对f.get 和Foo.inc() 的访问。您可以通过共享同一个静态锁或同一个实例锁来做到这一点。

【讨论】：

【解决方案2】：

非静态同步调用也不获取类本身的锁。（并且静态同步块不会锁定从该类实例化的任何对象。）

换句话说，调用f.get()（锁定f）和Foo.inc()（锁定类Foo）可以同时运行。它们不是“同步的”。

您可以使用不同的模式（单例），或将所有方法设为静态。

【讨论】：

不确定我是否理解您的评论 - 静态同步方法确实获得了 Class 上的锁定，但没有获得使用它创建的任何对象的锁定（Foo a = new Foo(); - Foo.inc() 锁定返回的东西a.getClass()，但不是a)。还是我错了？
Foo.inc() 或 new Foo().inc() 将相互锁定，如果声明为 static，它们也会锁定 Foo.dec()。
是的，因为他们都锁定了班级。并且这些都不会锁定从该类实例化的对象，例如我之前评论中的 a 或您未命名的新 Foo 对象。我看不出答案中的措辞有什么问题。

【解决方案3】：

同步的静态方法实际上等效于：

public static void foo() {
    synchronized (ClassName.class) {
        // Body
    }
}

换句话说，它锁定与声明方法的类关联的Class 对象。

来自section 8.4.3.6 of the JLS：

同步方法在执行之前获取监视器（第 17.1 节）。对于类（静态）方法，使用与方法类的 Class 对象关联的监视器。对于实例方法，使用与 this（调用该方法的对象）关联的监视器。

【讨论】：

【解决方案4】：

这两个调用彼此不同步。正如你所说，f.get() 的调用者获得了f 对象的锁，Foo.inc() 的调用者获得了Foo.class 对象的锁。因此，同步规则与使用另一个对象调用实例同步方法而不是静态调用相同。

【讨论】：

【解决方案5】：

静态和实例synchronized 方法彼此不相关，因此您需要在它们之间应用一些额外的同步，如下所示：

class Foo {
    private static int bar = 0;
    public static synchronized void inc() { bar++; }
    public synchronized int get() { 
        synchronized (Foo.class) { // Synchronizes with static synchronized methods
            return bar; 
        }
    }
}

（尽管在这种情况下将synchronized 留在get() 上没有意义，因为它不做任何需要在实例上同步的事情）。

当心死锁 - 由于此代码获取多个锁，它应该以一致的顺序执行，即其他同步静态方法不应该尝试获取实例锁。

另外请注意，这个特定的任务可以在完全不同步的情况下解决，使用原子字段：

class Foo {
    private static AtomicInteger bar = new AtomicInteger(0);
    public static void inc() { bar.getAndIncrement(); }
    public int get() { return bar.get(); }
}

【讨论】：

【解决方案6】：

如果你读到http://download.oracle.com/javase/tutorial/essential/concurrency/locksync.html。

它会告诉你：

你可能想知道当一个调用静态同步方法，因为关联了一个静态方法有一个类，而不是一个对象。在这个情况下，线程获取 Class 对象的内在锁与类相关联。从而访问对类的静态字段进行控制通过一个不同于锁定该类的任何实例。

它告诉你所有你需要知道的。

【讨论】：