Java多线程编程——对象及变量的并发访问

Posted 2023-02-14 Haust_Leone

Java多线程编程——对象及变量的并发访问

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文章目录

• Java多线程编程——对象及变量的并发访问
• 前言
• 一、synchronized 同步方法
• • 1. 方法内的变量为线程安全
  • 2. 实例变量非线程安全问题与解决方案
  • 3. 同步 synchronized 在字节码指令中的原理
  • 4. 多个对象多个锁
  • 5. 将 synchronized 方法与对象作为锁
• 总结

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前言

本章主要介绍Java多线程中的同步，也就是如何在Java语言中写出线程安全的程序，解决非线程安全的相关问题。在多线程中解决同步问题，是学习多线程的重中之重。
本章中应着重掌握如下技术点：

• synchronized 对象监视器为Object 时的使用方法
• synchronized 对象监视器为Class 时的使用方法
• 非线程安全问题是如何出现的
• 关键字 volatile 的主要作用
• 关键字 volatile 与 synchronized 的区别及使用情况
  

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一、synchronized 同步方法

关键字 synchronized 可用来保障原子性、可见性和有序性。
非线程安全问题会在多个线程对同一个对象中的实例变量进行并发访问时发生，产生的后果就是“脏读”。也就是读取到的数据其实是被更改过的。而线程安全是指获得的实际变量的值是经过同步处理的，不会出现脏读的现象。

1. 方法内的变量为线程安全

非线程安全的问题存在于实际变量中，对于方法内部的私有变量，则不存在非线程安全问题。方法中的变量不存在非线程安全问题，永远都是安全的，这是因为方法内部的变量具有私有特性。

2. 实例变量非线程安全问题与解决方案

用线程访问的对象中如果有多个实例变量，则运行的结果有可能出现交叉的情况。如果对象仅有一个实例变量，则有可能出现覆盖的情况。
如果两个线程同时访问同一个业务对象中的一个没有同步的方法，如果两个线程同时操作业务对象中的实例变量，则有可能出现非线程安全问题，只需要在方法前加上关键字 synchronized 即可。
总结：两个线程同时访问同一个对象中的同步方法时一定是线程安全的。由于线程是同步访问的，不管哪个线程先运行，这个线程进入用 synchronized 声明的方法时就上锁，方法执行完成后自动解锁，之后下一个线程才会进入用 synchronized 声明的方法里，不解锁其他线程就执行不了该方法。

3. 同步 synchronized 在字节码指令中的原理

在方法中使用 synchronized 关键字实现同步的原因是使用了 flag 标记 ACC_SYNCHRONIZED，调用方法时，调用指令会检查方法的 ACC_SYNCHRONIZED 访问标志是否设置，如果设置了，执行线程先持有同步锁，然后执行方法，最后在方法完成时释放锁。
在cmd中使用 javap 命令将 class 文件转成字节码指令，参数 -v 用于输出附加信息，参数 -c 用于对代码进行反汇编。javap.exe 命令如下：
javap -c -v Test.class
同步：按顺序执行A和B这两个业务
异步：执行A业务时，B业务也在同时执行

4. 多个对象多个锁

若存在多个业务对象，线程和业务对象属于一对一的关系，每个线程执行自己所属业务对象中的同步方法，不存在争抢关系，所以运行结果是异步的。另外 synchronized 可以不需要，因为不会出现非线程安全的问题。
只有在多个线程执行相同业务对象中的同步方法时，线程和业务对象属于多对一的关系，为了避免出现非线程安全问题，所以使用 synchronized。

5. 将 synchronized 方法与对象作为锁

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总结

提示：这里对文章进行总结：
例如：以上就是今天要讲的内容，本文仅仅简单介绍了pandas的使用，而pandas提供了大量能使我们快速便捷地处理数据的函数和方法。