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java笔记--关于线程同步(5种同步方式)

关于线程同步(5种方式)

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为何要使用同步?
    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。

 

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。


    代码如:
    public synchronized void save(){}


   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


    代码如:
    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。
    
    代码实例:
    

package com.xhj.thread;    /**     * 线程同步的运用     *      * @author XIEHEJUN     *      */    public class SynchronizedThread {        class Bank {            private int account = 100;            public int getAccount() {                return account;            }            /**             * 用同步方法实现             *              * @param money             */            public synchronized void save(int money) {                account += money;            }            /**             * 用同步代码块实现             *              * @param money             */            public void save1(int money) {                synchronized (this) {                    account += money;                }            }        }        class NewThread implements Runnable {            private Bank bank;            public NewThread(Bank bank) {                this.bank = bank;            }            @Override            public void run() {                for (int i = 0; i < 10; i++) {                    // bank.save1(10);                    bank.save(10);                    System.out.println(i + "账户余额为:" + bank.getAccount());                }            }        }        /**         * 建立线程,调用内部类         */        public void useThread() {            Bank bank = new Bank();            NewThread new_thread = new NewThread(bank);            System.out.println("线程1");            Thread thread1 = new Thread(new_thread);            thread1.start();            System.out.println("线程2");            Thread thread2 = new Thread(new_thread);            thread2.start();        }        public static void main(String[] args) {            SynchronizedThread st = new SynchronizedThread();            st.useThread();        }    }

    
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
   
    例如:
        在上面的例子当中,只需在account前面加上volatile修饰,即可实现线程同步。
   
    代码实例:
    

      //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;            }        }


    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

    在JavaSE5.0中新增了一个java.util.concurrent包来支持同步。
    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


    ReenreantLock类的常用方法有:

        ReentrantLock() : 创建一个ReentrantLock实例
        lock() : 获得锁
        unlock() : 释放锁
    注:ReentrantLock()还有一个可以创建公平锁的构造方法,但由于能大幅度降低程序运行效率,不推荐使用
       
    例如:
        在上面例子的基础上,改写后的代码为:
       
    代码实例:
    

//只给出要修改的代码,其余代码与上同        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();                }                            }        }

         
    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。

 

    ThreadLocal 类的常用方法

 

    ThreadLocal() : 创建一个线程本地变量
    get() : 返回此线程局部变量的当前线程副本中的值
    initialValue() : 返回此线程局部变量的当前线程的"初始值"
    set(T value) : 将此线程局部变量的当前线程副本中的值设置为value

 

    例如:
        在上面例子基础上,修改后的代码为:
       
    代码实例:
        

//只改Bank类,其余代码与上同        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();            }        }

    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