Java类中线程同步无法实现问题求助

问题根源 #

你当前的两种同步尝试都没生效，核心原因是锁对象不唯一，每个线程都持有自己的锁，根本不会互斥：

1. synchronized实例方法的问题：
   你给fori()加了synchronized修饰，但这是实例方法，锁的是当前SecondClass对象本身。你创建了5个SecondClass实例，每个线程对应一个实例，所以每个线程都拿着自己的锁，完全不会互相阻塞，同步自然无效。

2. 实例锁对象的问题：
   你尝试用Object a = new Object();作为锁，但a是SecondClass的实例变量，每个SecondClass对象都会新建一个自己的a，结果还是每个线程用自己的锁，无法实现全局同步。

正确的解决方式 #

要实现多线程同步，必须让所有线程共用同一个锁对象，以下是几种可行方案：

方案1：使用类对象作为全局锁 #

修改fori()方法，用SecondClass.class作为锁对象，因为类对象在JVM中是全局唯一的：

private void fori() {
    try {
        synchronized (SecondClass.class) { // 所有线程共用同一个类锁
            for (int i = 0; i < 10000; i++) {
                plusFirstInt();
                plusSecondInt();
                plusThirdInt();
            }
        }
        Thread.sleep(10);
    } catch (InterruptedException exp) {
        System.out.println("Прервано!");
    }
}

方案2：将方法改为静态synchronized方法 #

静态synchronized方法的锁是类对象，同样能让所有线程共用同一个锁：

private static synchronized void fori() { // 静态同步方法，锁是SecondClass.class
    try {
        for (int i = 0; i < 10000; i++) {
            MainClass.firstInt++;
            MainClass.secondInt++;
            MainClass.thirdInt++;
        }
        Thread.sleep(10);
    } catch (InterruptedException exp) {
        System.out.println("Прервано!");
    }
}

注意：这种方式需要把方法里的逻辑直接写在静态方法中，静态方法不能直接调用实例方法。

方案3：定义全局静态锁对象 #

在MainClass中定义一个全局静态锁，让所有线程同步这个对象：

public class MainClass {
    static int firstInt;
    static int secondInt;
    static int thirdInt;
    public static final Object GLOBAL_LOCK = new Object(); // 全局锁对象
    // ... 其他代码不变
}

// 在SecondClass的fori()中使用这个锁：
private void fori() {
    try {
        synchronized (MainClass.GLOBAL_LOCK) {
            for (int i = 0; i < 10000; i++) {
                plusFirstInt();
                plusSecondInt();
                plusThirdInt();
            }
        }
        Thread.sleep(10);
    } catch (InterruptedException exp) {
        System.out.println("Прервано!");
    }
}

额外优化建议 #

另外，firstInt++这类操作本身不是原子性的（包含读-改-写三步），如果不想用同步块，也可以用AtomicInteger类替代普通int，更简洁地保证原子性：

import java.util.concurrent.atomic.AtomicInteger;

public class MainClass {
    static AtomicInteger firstInt = new AtomicInteger(0);
    static AtomicInteger secondInt = new AtomicInteger(0);
    static AtomicInteger thirdInt = new AtomicInteger(0);
    
    // 自增时调用incrementAndGet()
    private void plusFirstInt() {
        MainClass.firstInt.incrementAndGet();
    }
}

内容的提问来源于stack exchange，提问作者Fobos1996