多线程同步实现

Posted 2022-05-17 hequnwang10

一、synchronized关键字

java每个对象都有一个对象锁与之相关联，该锁表明对象在任何时候只允许被一个线程锁拥有，当一个线程调用对象的一段synchronized代码时，需要先获取这个锁，然后去执行相应的代码，执行结束之后，释放锁。

而synchronized关键字主要有两种用法：synchronized方法和synchronized块。此外，这个关键字还可以作用于静态方法、类或者某个实例，但这都对程序的效率有很大的影响。

1.synchronized方法

在方法的声明前主要有synchronized关键字，示例如下：

public synchronized void mutiThreadAccess（）;

只要把多个线程对类需要被同步的资源的操作放到mutiThreadAccess()方法中，就能保证这个方法在同一时刻只能被同一个线程访问，从而保证了多线程访问的安全性。然而，当一个方法的方法体规模非常大时，把该方法声明为synchronized会大大影响程序的执行效率。为了提高程序的效率，Java提供了synchronized块。

2.synchronized块

synchronized块既可以把任意的代码段声明为synchronized，也可以指定上锁的对象，有非常高的灵活性。其用法如下：

synchronized（syncObject）
 
//访问synchObject的代码
 

二、volatile关键字

​volatile关键字为域变量的访问提供了一种免锁机制， 使用volatile修饰域相当于告诉JVM该域可能会被其他线程更新， 因此每次使用该域就要重新计算，而不是使用寄存器中的值，volatile不会提供任何原子操作，它也不能用来修饰final类型的变量。

三、wait()方法与notify()方法

当使用synchronized来修饰某个共享资源时，如果线程A1在执行synchronized代码，另一个线程A2也要同时执行同一个对象的同一synchronized代码时，线程A2将要等到线程A1执行完成之后，才能继续执行。在这种情况下可以使用wait()方法和notify()方法。

在synchronized代码被执行期间，线程可以调用对象的wait()方法，释放对象锁，进入等待状态，并且可以调用notify()方法或者notifyAll()方法通知正在等待的其他线程。notify()方法仅唤醒一个线程（即等待队列中的第一个线程），并允许它去获得锁，notifyAll()方法唤醒所有等待这个对象的线程并允许他们去获得锁，但并不是让所有唤醒线程都去获取到锁，而是让他们去竞争。

四、Lock

JDK5新增加了Lock接口以及它的一个实现类ReentranLock，Lock也可以用来实现多线程的同步。

1. ​lock()。以阻塞的方式获取锁，如果获取到了锁，立即返回；如果别的线程持有锁，当前线程等待，直到获取锁后返回。

2. tryLock()。以非阻塞的方式获取锁。只是尝试性地去获取一下锁，如果获取到锁，立即返回true，否则，立即返回false。

3. tryLock(long timeout, TimeUnit unit)。如果获取了锁，立即返回，否则会等待参数给定的时间单元，在等待的过程中，如果获取了锁，就返回true，如果等待超时，返回false。

4. lockInterruptibly()。如果获取了锁，立即返回，如果没有获取锁，当前线程处于休眠状态，直到获得锁，或者当前线程被别的线程中断(会受到InterruptedException异常)。它与lock()方法最大的区别在于如果lock()方法获取不到锁，会一直处于阻塞状态，且会忽略interrupt()方法。