java线程-线程同步

Posted 2020-06-20 z.arbitrary

Java提供了两种创建线程方法：

• 通过实现Runable接口；
• 通过继承Thread类本身。

线程同步

为何使用同步？

 java允许多线程并发控制，当多个线程同时操作一个可共享的资源变量时（如数据的增删改查），  将会导致数据不准确，相互之间产生冲突，因此加入同步锁以避免在该线程没有完成操作之前，被其他线程的调用， 

 从而保证了该变量的唯一性和准确性。

 

5种同步方式

1、同步方法

即有synchronized关键字修饰的方法。 

 由于java的每个对象都有一个内置锁，当用此关键字修饰方法时， 

 内置锁会保护整个方法。在调用该方法前，需要获得内置锁，否则就处于阻塞状态。

注： synchronized关键字也可以修饰静态方法，此时如果调用该静态方法，将会锁住整个类

 

2、同步代码块

即有synchronized关键字修饰的语句块。 

    被该关键字修饰的语句块会自动被加上内置锁，从而实现同步

 synchronized(object){ 
    }

 注：同步是一种高开销的操作，因此应该尽量减少同步的内容。 

    通常没有必要同步整个方法，使用synchronized代码块同步关键代码即可。 

 1 package com.xhj.thread;
 2  
 3     /**
 4      * 线程同步的运用
 5      * 
 6      * @author XIEHEJUN
 7      * 
 8      */
 9     public class SynchronizedThread {
10  
11         class Bank {
12  
13             private int account = 100;
14  
15             public int getAccount() {
16                 return account;
17             }
18  
19             /**
20              * 用同步方法实现
21              * 
22              * @param money
23              */
24             public synchronized void save(int money) {
25                 account += money;
26             }
27  
28             /**
29              * 用同步代码块实现
30              * 
31              * @param money
32              */
33             public void save1(int money) {
34                 synchronized (this) {
35                     account += money;
36                 }
37             }
38         }
39  
40         class NewThread implements Runnable {
41             private Bank bank;
42  
43             public NewThread(Bank bank) {
44                 this.bank = bank;
45             }
46  
47             @Override
48             public void run() {
49                 for (int i = 0; i < 10; i++) {
50                     // bank.save1(10);
51                     bank.save(10);
52                     System.out.println(i + "账户余额为：" + bank.getAccount());
53                 }
54             }
55  
56         }
57  
58         /**
59          * 建立线程，调用内部类
60          */
61         public void useThread() {
62             Bank bank = new Bank();
63             NewThread new_thread = new NewThread(bank);
64             System.out.println("线程1");
65             Thread thread1 = new Thread(new_thread);
66             thread1.start();
67             System.out.println("线程2");
68             Thread thread2 = new Thread(new_thread);
69             thread2.start();
70         }
71  
72         public static void main(String[] args) {
73             SynchronizedThread st = new SynchronizedThread();
74             st.useThread();
75         }
76  
77     }

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3、使用特殊域变量(volatile)实现线程同步

  a.volatile关键字为域变量的访问提供了一种免锁机制， 

  b.使用volatile修饰域相当于告诉虚拟机该域可能会被其他线程更新， 

  c.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 

  d.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 

 //只给出要修改的代码，其余代码与上同
        class Bank {
            //需要同步的变量加上volatile
            private volatile int account = 100;
 
            public int getAccount() {
                return account;
            }
            //这里不再需要synchronized 
            public void save(int money) {
                account += money;
            }
        ｝

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注：多线程中的非同步问题主要出现在对域的读写上，如果让域自身避免这个问题，则就不需要修改操作该域的方法。 

    用final域，有锁保护的域和volatile域可以避免非同步的问题。

 

4、使用重入锁实现线程同步

 ReentrantLock类是可重入、互斥、实现了Lock接口的锁， 

 它与使用synchronized方法和快具有相同的基本行为和语义，并且扩展了其能力

class Bank {
            
            private int account = 100;
            //需要声明这个锁
            private Lock lock = new ReentrantLock();
            public int getAccount() {
                return account;
            }
            //这里不再需要synchronized 
            public void save(int money) {
                lock.lock();
                try{
                    account += money;
                }finally{
                    lock.unlock();
                }
                
            }
        ｝

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注：关于Lock对象和synchronized关键字的选择： 

        a.最好两个都不用，使用一种java.util.concurrent包提供的机制， 

            能够帮助用户处理所有与锁相关的代码。 

        b.如果synchronized关键字能满足用户的需求，就用synchronized，因为它能简化代码 

        c.如果需要更高级的功能，就用ReentrantLock类，此时要注意及时释放锁，否则会出现死锁，通常在finally代码释放锁 

5、使用局部变量实现线程同步

 如果使用ThreadLocal管理变量，则每一个使用该变量的线程都获得该变量的副本， 

    副本之间相互独立，这样每一个线程都可以随意修改自己的变量副本，而不会对其他线程产生影响。

       public class Bank{
            //使用ThreadLocal类管理共享变量account
            private static ThreadLocal<Integer> account = new ThreadLocal<Integer>(){
                @Override
                protected Integer initialValue(){
                    return 100;
                }
            };
            public void save(int money){
                account.set(account.get()+money);
            }
            public int getAccount(){
                return account.get();
            }
        }

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 注：ThreadLocal与同步机制 

        a.ThreadLocal与同步机制都是为了解决多线程中相同变量的访问冲突问题。 

        b.前者采用以"空间换时间"的方法，后者采用以"时间换空间"的方式