Java Synchronized: Ensuring Thread-safety with Synchronization

Java synchronized является ключевым словом в языке программирования Java, которое позволяет контролировать параллельный доступ к общим ресурсам из нескольких потоков. Рассмотрим пример, когда несколько потоков пытаются обратиться к одному объекту, изменить его свойство и сохранить изменения.

Без синхронизации возможно ситуация, когда два потока одновременно получат значение переменной, добавят к ней свое значение и сохрнят результат в переменной. В результате, одно значение потеряется и изменения одного потока могут быть перезаписаны изменениями другого.

java
class SyncDemo {
    private int counter = 0;
    
    public void increment() {
        counter++;
    }
    public int getValue() {
        return counter;
    }
}
class CounterThread extends Thread {
    private SyncDemo demo;
    public CounterThread(SyncDemo demo) {
        this.demo = demo;
    }
    public void run() {
        synchronized (demo) { // синхронизация 
            demo.increment();
            System.out.println("Value = " + demo.getValue() + " :: Thread Name = " + Thread.currentThread().getName());
        }
    }
}
public class SynchronizationExample {
    public static void main(String[] args) throws Exception {
        SyncDemo syncDemo = new SyncDemo();
        CounterThread[] threads = new CounterThread[5];
        for (int i = 0; i < threads.length; i++) {
            threads[i] = new CounterThread(syncDemo);
            threads[i].setName("Thread-" + (i + 1));
            threads[i].start();
        }       
        for (int i = 0; i < threads.length; i++) {
            threads[i].join();
        }
    }
}

Пример демонстрирует создание пяти потоков, работающих с объектом SyncDemo. Для того, чтобы одновременно только один поток мог изменить значение переменной counter используется ключевое слово synchronized.

Синхронизация выполняется на объекте, в данном случае на экземпляре класса SyncDemo, для которого доступ к ресурсам контролируется. Как только один поток получает доступ к общему ресурсу, он блокирует его для других потоков. Таким образом, другие потоки ожидают, пока предыдущий завершит свою работу и освободит общий ресурс.

Вывод программы будет следующим:

Value = 1 :: Thread Name = Thread-1
Value = 2 :: Thread Name = Thread-2
Value = 3 :: Thread Name = Thread-5
Value = 4 :: Thread Name = Thread-4
Value = 5 :: Thread Name = Thread-3

Как видно из вывода, потоки работают в порядке их запуска, каждый из них инкрементирует счетчик на единицу, и после этого сохраняет измененное значение. Синхронизация позволяет контролировать порядок выполнения потоков и избежать проблем работы в многопоточном окружении.