一、前言
多线程程序中的各个线程都是自由运行的,所以它们有时就会同时操作同一个实例。这在某些情况下会引发问题。例如,从银行账户取款时,余额确认部分的代码应该是像下面这样的。
if (可用余额大于取款金额) {
从可用余额中减掉取款金额
}
首先确认可用余额,确认是否允许取款。如果允许,则从可用余额上减掉取款金额。这样才不会导致可用余额变为负数。
但是,如果两个线程同时执行这段代码,那么可用余额就有可能会变为负数。
假设可用余额=1000元,取款金额= 1000元,那么这种情况就如下图所示:
线程A 和线程B 同时操作时,有时线程B 的处理可能会插在线程A 的“可用余额确认”和“从可用余额上减掉取款金额”这两个处理之间。
这种线程A 和线程B 之间互相竞争(race)而引起的与预期相反的情况称为数据竞争(datarace)或竞态条件(race condition)。
这时候就需要有一种“交通管制”来协助防止发生数据竞争。例如,如果一个线程正在执行某一部分操作,那么其他线程就不可以再执行这部分操作。这种类似于交通管制的操作通常称为互斥(mutual exclusion)。这种处理就像十字路口的红绿灯,当某一方向为绿灯时,另一方向则一定是红灯。
Java 使用关键字synchronized 来执行线程的互斥处理。
二、synchronized 方法
如果声明一个方法时,在前面加上关键字synchronized,那么这个方法就只能由一个线程运行。只能由一个线程运行是每次只能由一个线程运行的意思,并不是说仅能让某一特定线程运行。这种方法称为synchronized 方法,有时也称为同步方法。
如下所示的类就使用了synchronized 方法。Bank(银行)类中的deposit(存款)和withdraw(取款)这两个方法都是synchronized 方法。
包含deposit 和withdraw 这两个synchronized 方法的Bank 类(Bank.java)
1 public class Bank { 2 private int money; 3 private String name; 4 5 public Bank(String name, int money) { 6 this.name = name; 7 this.money = money; 8 } 9 10 /** 11 * 存款 12 * @param m 13 */ 14 public synchronized void deposit(int m) { 15 money += m; 16 } 17 18 /** 19 * 取款 20 * @param m 21 * @return 22 */ 23 public synchronized boolean withdraw(int m) { 24 if (money >= m) { 25 money -= m; 26 return true; // 取款成功 27 } else { 28 return false; // 余额不足 29 } 30 } 31 32 public String getName() { 33 return name; 34 } 35 }