Java线程同步未按预期工作，输出顺序异常的原因解析

示例代码 #

class AB{
    synchronized public void print(String name) {
        for(int i=0;i<5;i++) {
            System.out.println(name+" "+i);
            try {
                Thread.sleep(1000);
            }
            catch(InterruptedException e) {
                e.printStackTrace();
            }
        }
    }
}
//extending thread is another way. Usually we use Runnable Interface
class NewThread implements Runnable{
    String name;
    AB obj;
    Thread t;
    NewThread(String name,AB o){
        this.name=name;
        obj=o;
        t=new Thread(this,name);
        t.start();
    }
    
    public void run() {
        obj.print(name);
    }
}

public class ThreadExample {
public static void main(String g[]) {
    AB t=new AB();
    NewThread t1=new NewThread("1",t);
    System.out.println("A");
    NewThread t2=new NewThread("2",t);
    System.out.println("B");
    NewThread t3=new NewThread("3",t);
    System.out.println("C");
    //join is similar to wait for processes. Parent thread(main) waits for children to terminate
    //note that without synchronization, all three threads execute simultaneously.
    try {
    t1.t.join();
    t2.t.join();
    t3.t.join();
    }
    catch(InterruptedException e) {
        e.printStackTrace();
    }
    for(int i=0;i<5;i++) {
        System.out.println("main thread"+" "+i);
        try {
            Thread.sleep(1000);
        }
        catch(InterruptedException e) {
            e.printStackTrace();
        }
    }
}
}

问题描述 #

预期输出顺序为t1线程输出→A→t2线程输出→B→t3线程输出→C→main线程输出，但实际输出顺序是A→B→C→t1→t3→t2→main，明明给print方法加了synchronized关键字，为什么会出现这种偏差？

原因解析 #

• 线程启动是异步操作：调用Thread.start()后，线程不会立刻执行run方法，只是进入就绪状态等待CPU调度。main线程在启动t1后，会直接继续执行System.out.println("A")，不会等待t1的run方法执行完毕。同理，t2、t3启动后，main线程也会立刻打印B、C，不会暂停。
• synchronized的作用边界：synchronized修饰print方法，仅保证同一个AB实例的print方法不能被多个线程同时执行，也就是t1、t2、t3的print调用会互斥执行，但它管不了main线程的执行流程，也管不了线程的启动顺序和CPU调度优先级。
• join方法的执行时机：代码里的join()是在打印完A、B、C之后才调用的，所以main线程会先把A、B、C全部打印完成，才开始等待三个子线程结束，最后执行自己的循环输出。

内容的提问来源于stack exchange，提问作者Tejas Hegde