Для чего используют ключевое слово synchronized?android-25

Ключевое слово synchronized используется для контроля доступа нескольких потоков к общим ресурсам, предотвращая race conditions (состояния гонки) и обеспечивая потокобезопасность.

Основные принципы работы

  1. Монитор объекта

    • Каждый объект в Java/Kotlin имеет связанный с ним монитор (lock)
    • Когда поток входит в synchronized блок, он захватывает этот монитор
    • Другие потоки блокируются до освобождения монитора

  2. Два способа использования:

    Синхронизированный метод:

    @Synchronized
fun updateCounter() {
    counter++ // Потокобезопасная операция
}

    Синхронизированный блок:

    fun updateUser(user: User) {
    synchronized(this) { // Явное указание объекта блокировки
        // Критическая секция
        user.balance += amount
    }
}

Типичные сценарии использования в Android

  1. Изменение общих данных:

    class Repository {
    private val cache = mutableMapOf<String, Data>()
    private val lock = Object() // Специальный объект для блокировки

    fun putData(key: String, value: Data) {
        synchronized(lock) {
            cache[key] = value
        }
    }
}

  2. Работа с Singleton (ленивая инициализация):

    class Singleton private constructor() {
    companion object {
        @Volatile private var instance: Singleton? = null

        fun getInstance(): Singleton {
            return instance ?: synchronized(this) {
                instance ?: Singleton().also { instance = it }
            }
        }
    }
}

Особенности производительности

  1. Накладные расходы:

    • Каждый synchronized блок создает нагрузку
    • В среднем в 5-6 раз медленнее обычного кода

  2. Оптимизации:

    • Используйте минимально необходимую область синхронизации
    • Для чтения предпочтительнее @Volatile или Atomic классы
    • Рассмотрите ReentrantLock для сложных сценариев

Альтернативы в Kotlin

  1. Mutex (из kotlinx.coroutines):

    private val mutex = Mutex()

suspend fun safeUpdate() {
    mutex.withLock {
        // Критическая секция
    }
}

  2. Атомарные переменные:

    private val atomicCounter = AtomicInteger(0)

fun increment() {
    atomicCounter.incrementAndGet() // Без блокировок
}

Опасные ситуации

  1. Взаимная блокировка (Deadlock):

    // Поток 1:
synchronized(lockA) {
    synchronized(lockB) { ... }
}

// Поток 2:
synchronized(lockB) {
    synchronized(lockA) { ... } // Возможен deadlock
}

  2. Избыточная синхронизация:

    • Синхронизация неизменяемых объектов
    • Синхронизация методов, которые всегда вызываются из одного потока

Резюмируем:

synchronized — это мощный инструмент для обеспечения потокобезопасности, но он требует аккуратного использования. В современных Android-приложениях предпочтение часто отдается корутинам с Mutex или потокобезопасным коллекциям из пакета java.util.concurrent.

Вопросы

Собеседования