• 线程同步的5种方式


    一.什么是同步问题

        java允许多线程并发控制,如果多个线程共享数据的话,就要避免一个线程修改另一个线程正在访问的数据问题,此时就需要同步锁了

    二.同步的五种方式

           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。

                     代码如: 

                     public synchronized void save(){}

       

         

           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。

            同步方法和同步代码块的编码实例:

        

    public class SynchronizedThread {
            /*
             * 同步方法和同步代码块
             */
        class Bank{
            private int account = 100;
            
            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 save2(int money){
                synchronized(this){
                    account+=money;
                }
            }
        }
        
        class MyThread implements Runnable{
            private Bank bank;
            
             public MyThread(Bank bank){
                 this.bank=bank;
             }
            public void run() {
                for(int i=0;i<=5;i++){
                    bank.save(10);
                    System.out.println("此时账户为:"+bank.getAccount());
                }        
            }    
        }
        /*
         * 建立线程,调用内部类
         */
        public void useThread(){
            Bank bank=new Bank();
            MyThread myThread1=new MyThread(bank);
            Thread thread1=new Thread(myThread1);
            System.out.println("线程1:");
            thread1.start();
            MyThread myThread2=new MyThread(bank);
            Thread thread2=new Thread(myThread2);
            System.out.println("线程2:");
            thread2.start();    
        }
        public static void main(String[] args) {
            SynchronizedThread st=new SynchronizedThread();
            st.useThread();
        }
    }

       3.使用特殊域变量(volatile)

           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。

          给出同上的修改代码:

          

    class bank{
     //在需要同步的变量上添加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;
                }          
    }
    

          4.使用重入锁(reentrantlock)

            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

            关键实现处代码

    class Bank{
            private int account = 100;
            private ReentrantLock lock=new ReentrantLock();
            
            public int getAccount() {
                return account;
            }
            
            public void save(int money){
                lock.lock(); //获得锁
                account+=money;
                lock.unlock();//释放锁
            }
        }

               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(ThreadLocal)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();
    
                }
    
            }
    复制代码

          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

        

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