java线程同步实的现方式

时间:2022-05-20 07:02:19
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。 .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 .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: /** * 线程同步的运用 */
public class SynchronizedThread { class Bank { private int account = ; public int getAccount() { return account; } /** * 用同步方法实现 */ public synchronized void save(int money) { account += money; } /** * 用同步代码块实现 */ 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 = ; i < ; i++) { // bank.save1(10); bank.save(); 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(); } } .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 = ; 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。 .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 = ; //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 .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 ; } }; 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