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zlb820 2017-03-15 18:12:23
Java多线程实现方法

第一篇博客:

缘由:这两天看了个笔试题。

原题是什么记不清了,只记得 大概,说一下吧:

问: 请实现思个线程,两个个线程对数字加一,两个线程减一?

   题目很简单,答案却不止一个。我想怎么用不同种多线程的方法实现呢。。。

不贴实现,只给知识点,自己写。。有点多,慢慢看,不着急

--------------------------------------------------------------------------------------------

 

 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.x敏感词hread;

 

    /**

     * 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。 

代码示例:

      //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 

 

java 中每个对象都有一把锁, 线程可以通过 synchronized 关键字来获取对象上的锁

同步方法(粗粒度锁):

        1. 修饰一般方法: public synchronized void method (){...}, 获取的是当前调用 对象this 上的锁

        2. 修饰静态方法: public static synchronized void method (){...}, 获取当前类的 字节码对象上的锁

同步代码块(细粒度锁):

         synchronized ( obj ) {...}, 同步代码块可以指定获取哪个对象上的锁, obj 任意

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