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java中如何實現線程同步

原創2019-12-03 16:18:060631
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方法一:使用synchronized關鍵字

由于java的每個對象都有一個內置鎖,當用此關鍵字修飾方法時, 內置鎖會保護整個方法。在調用該方法前,需要獲得內置鎖,否則就處于阻塞狀態。

注: synchronized關鍵字也可以修飾靜態方法,此時如果調用該靜態方法,將會鎖住整個類。

注:同步是一種高開銷的操作,因此應該盡量減少同步的內容。通常沒有必要同步整個方法,使用synchronized代碼塊同步關鍵代碼即可。

synchronized 關鍵字用于保護共享數據。請大家注意“共享數據”,你一定要分清哪些數據是共享數據

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實例:

package com.gcc.interview.synchro;
public class MybanRunnable implements Runnable{
	private Bank bank;
	public MybanRunnable(Bank bank) {
		this.bank = bank;
	}
	@Override
	public void run() {
		for(int i=0;i<10;i++) {
			bank.save1(100);
			System.out.println("賬戶余額是---"+bank.getAccount());
		}
	}
}
package com.gcc.interview.synchro;
class Bank{
	private int account = 100;
	
	public int getAccount() {
		return account;
	}
	//同步方法
	public synchronized void save(int money) {
		account+=money;
	}
	public void save1(int money) {
		//同步代碼塊
		synchronized(this) {
			account+=money;
		}
	}
	public void userThread() {
		Bank bank = new Bank();
		MybanRunnable my1 = new MybanRunnable(bank);
		System.out.println("線程1");
		Thread th1 = new Thread(my1);
		th1.start();
		System.out.println("線程2");
		Thread th2 = new Thread(my1);
		th2.start();
	}
}

方法二:wait和notify

wait():使一個線程處于等待狀態,并且釋放所持有的對象的lock。

sleep():使一個正在運行的線程處于睡眠狀態,是一個靜態方法,調用此方法要捕捉InterruptedException異常。

notify():喚醒一個處于等待狀態的線程,注意的是在調用此方法的時候,并不能確切的喚醒某一個等待狀態的線程,而是由JVM確定喚醒哪個線程,而且不是按優先級。

Allnotity():喚醒所有處入等待狀態的線程,注意并不是給所有喚醒線程一個對象的鎖,而是讓它們競爭。

方法三:使用特殊域變量volatile實現線程同步

a.volatile關鍵字為域變量的訪問提供了一種免鎖機制

b.使用volatile修飾域相當于告訴虛擬機該域可能會被其他線程更新

c.因此每次使用該域就要重新計算,而不是使用寄存器中的值

d.volatile不會提供任何原子操作,它也不能用來修飾final類型的變量

例如:

在上面的例子當中,只需在account前面加上volatile修飾,即可實現線程同步。

//只給出要修改的代碼,其余代碼與上同
        class Bank {
            //需要同步的變量加上volatile
            private volatile int account = 100;
            public int getAccount() {
                return account;
            }
            //這里不再需要synchronized 
            public void save(int money) {
                account += money;
            }
        }

注:多線程中的非同步問題主要出現在對域的讀寫上,如果讓域自身避免這個問題,則就不需要修改操作該域的方法。 用final域,有鎖保護的域和volatile域可以避免非同步的問題。

方法四:使用重入鎖實現線程同步

在JavaSE5.0中新增了一個java.util.concurrent包來支持同步。

ReentrantLock類是可重入、互斥、實現了Lock接口的鎖,它與使用synchronized方法和快具有相同的基本行為和語義,并且擴展了其能力。

ReenreantLock類的常用方法有:

190172b44b6ca59bb2d6c1b2ffad314.png

注:ReentrantLock()還有一個可以創建公平鎖的構造方法,但由于能大幅度降低程序運行效率,不推薦使用

	private int account = 100;
	private ReentrantLock lock = new ReentrantLock();
	public int getAccount() {
		return account;
	}
	//同步方法
	public  void save(int money) {
		lock.lock();
		try {
			account+=money;
		} finally {
			lock.unlock();
		}
		
	}

注:關于Lock對象和synchronized關鍵字的選擇:

a.最好兩個都不用,使用一種java.util.concurrent包提供的機制,能夠幫助用戶處理所有與鎖相關的代碼。

b.如果synchronized關鍵字能滿足用戶的需求,就用synchronized,因為它能簡化代碼

c.如果需要更高級的功能,就用ReentrantLock類,此時要注意及時釋放鎖,否則會出現死鎖,通常在finally代碼釋放鎖

方法五:使用局部變量來實現線程同步

如果使用ThreadLocal管理變量,則每一個使用該變量的線程都獲得該變量的副本,副本之間相互獨立,這樣每一個線程都可以隨意修改自己的變量副本,而不會對其他線程產生影響。

ThreadLocal 類的常用方法

08a427e24df828a826706f40741ef49.png

//只改Bank類,其余代碼與上同
        public class Bank{
            //使用ThreadLocal類管理共享變量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與同步機制

a.ThreadLocal與同步機制都是為了解決多線程中相同變量的訪問沖突問題。

b.前者采用以"空間換時間"的方法,后者采用以"時間換空間"的方式。

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