synchronized与单例的线程安全问题

谁借莪１个温暖的怀抱￠ 2023-06-13 03:24 92阅读 0赞

# synchronized与单例的线程安全问题 #

如果对`synchronized`了解不够深入，建议先理解透彻下面这张图  
![来源网络][20200407222953283.png_pic_center]

## 遇到的问题 ##

单例中多个方法操作同一变量，出现数据混乱／线程不安全问题。  
原先的代码是synchronized加错了地方，或者理解不透测。

## synchronized ##

线程同步问题大都使用synchronized解决,有同步代码块和同步方法的两种方式。

## 代码示例 ##

### 错误示例一 ###

Single.java

public class Single {
    
        private final String TAG = "Single";
    
        private static Single instance = null;
    
        private int num = 0;
    
        public static synchronized Single getInstance() {
            synchronized (Single.class) {
                if (instance == null) {
                    instance = new Single();
                }
            }
            return instance;
        }
    
    
        public void addNum() {
            num++;
            Log.e(TAG, "num:" + num);
        }
    
        public void reduceNum() {
            num--;
            Log.e(TAG, "num:" + num);
        }
    
    }

MainActivity.java

public class MainActivity extends Activity {
    
        @Override
        protected void onCreate(Bundle savedInstanceState) {
            super.onCreate(savedInstanceState);
            setContentView(R.layout.activity_main);
        }
    
    
        public void ClickButton(View view) {
    
            for (int i = 0; i < 1000; i++) {
                ThreadPool.getInstance().execute(new Runnable() {
                    @Override
                    public void run() {
                            Single.getInstance().addNum();
                            Single.getInstance().reduceNum();
                    }
                });
            }
        }
    }

结果：打印num，发现出现很多次num:2的情况。线程不安全。

### 错误示例二 ###

在`addNum`与`reduceNum`方法前加上`synchronized`

结果：打印num，发现还是会出现num:2的情况。线程不安全。

### 问题原因及解决 ###

造成上面问题的原因是：即使有线程安全的单例，也仅仅只能保证单例有一个，并不能保证单例中的方法不会出现线程安全问题。因为当多个线程获取到该单例对象后，其中的方法就有可能不同步。  
错误示例二中的方法仅仅只对方法做了同步，并不同保证加减统一。

解决办法有两种：  
第一种，在线程中加上同步代码块。  
第二种，在单例代码中增加一个同步方法，将加减操作放在这个同步方法中。

### 正确示例一 ###

添加同步代码块

Single.java

MainActivity.java

public class MainActivity extends Activity {
    
        @Override
        protected void onCreate(Bundle savedInstanceState) {
            super.onCreate(savedInstanceState);
            setContentView(R.layout.activity_main);
        }
    
    
        public void ClickButton(View view) {
    
            for (int i = 0; i < 1000; i++) {
                ThreadPool.getInstance().execute(new Runnable() {
                    @Override
                    public void run() {
                        synchronized ("") { //添加同步代码块
                            Single.getInstance().addNum();
                            Single.getInstance().reduceNum();
                        }
                    }
                });
            }
        }
    }

### 正确示例二 ###

增加新的同步方法，将加减方法放在该方法中调用

Single.java

public class Single {
    
        private final String TAG = "Single";
    
        private static Single instance = null;
    
        private int num = 0;
    
        public static synchronized Single getInstance() {
            synchronized (Single.class) {
                if (instance == null) {
                    instance = new Single();
                }
            }
            return instance;
        }
    
        public synchronized void cal() {
            addNum();
            reduceNum();
        }
    
    
        private void addNum() {
            num++;
            Log.e(TAG, "num:" + num);
        }
    
        private void reduceNum() {
            num--;
            Log.e(TAG, "num:" + num);
        }
    
    }

MainActivity.java

public class MainActivity extends Activity {
    
        @Override
        protected void onCreate(Bundle savedInstanceState) {
            super.onCreate(savedInstanceState);
            setContentView(R.layout.activity_main);
        }
    
    
        public void ClickButton(View view) {
    
            for (int i = 0; i < 1000; i++) {
                ThreadPool.getInstance().execute(new Runnable() {
                    @Override
                    public void run() {
                        Single.getInstance().cal(); //调用同步方法
                    }
                });
            }
        }
    }

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