為何要使用同步?
java允許多線程并發(fā)控制,當(dāng)多個(gè)線程同時(shí)操作一個(gè)可共享的資源變量時(shí)(如數(shù)據(jù)的增刪改查),
將會(huì)導(dǎo)致數(shù)據(jù)不準(zhǔn)確,相互之間產(chǎn)生沖突,因此加入同步鎖以避免在該線程沒(méi)有完成操作之前,被其他線程的調(diào)用,
從而保證了該變量的唯一性和準(zhǔn)確性。
同步的方式
1.同步方法
即有synchronized關(guān)鍵字修飾的方法。
由于java的每個(gè)對(duì)象都有一個(gè)內(nèi)置鎖,當(dāng)用此關(guān)鍵字修飾方法時(shí),
內(nèi)置鎖會(huì)保護(hù)整個(gè)方法。在調(diào)用該方法前,需要獲得內(nèi)置鎖,否則就處于阻塞狀態(tài)。
public synchronized void save(){}
注: synchronized關(guān)鍵字也可以修飾靜態(tài)方法,此時(shí)如果調(diào)用該靜態(tài)方法,將會(huì)鎖住整個(gè)類(lèi)
2.同步代碼塊
即有synchronized關(guān)鍵字修飾的語(yǔ)句塊。
被該關(guān)鍵字修飾的語(yǔ)句塊會(huì)自動(dòng)被加上內(nèi)置鎖,從而實(shí)現(xiàn)同步
代碼如:
synchronized(object){
}
注:同步是一種高開(kāi)銷(xiāo)的操作,因此應(yīng)該盡量減少同步的內(nèi)容。
通常沒(méi)有必要同步整個(gè)方法,使用synchronized代碼塊同步關(guān)鍵代碼即可。
package com.xhj.thread;
/**
* 線程同步的運(yùn)用
*/
public class SynchronizedThread {
class Bank {
private int account = 100;
public int getAccount() {
return account;
}
/**
* 用同步方法實(shí)現(xiàn)
* @param money
*/
public synchronized void save(int money) {
account += money;
}
/**
* 用同步代碼塊實(shí)現(xiàn)
*
* @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 + "賬戶(hù)余額為:" + bank.getAccount());
}
}
}
/**
* 建立線程,調(diào)用內(nèi)部類(lèi)
*/
public void useThread() {
Bank bank = new Bank();
NewThread new_thread = new NewThread(bank);
System.out.println("線程1");
Thread thread1 = new Thread(new_thread);
thread1.start();
System.out.println("線程2");
Thread thread2 = new Thread(new_thread);
thread2.start();
}
public static void main(String[] args) {
SynchronizedThread st = new SynchronizedThread();
st.useThread();
}
}
3.使用特殊域變量(volatile)實(shí)現(xiàn)線程同步
a.volatile關(guān)鍵字為域變量的訪問(wèn)提供了一種免鎖機(jī)制,
b.使用volatile修飾域相當(dāng)于告訴虛擬機(jī)該域可能會(huì)被其他線程更新,
c.因此每次使用該域就要重新計(jì)算,而不是使用寄存器中的值
d.volatile不會(huì)提供任何原子操作,它也不能用來(lái)修飾final類(lèi)型的變量
例如:
在上面的例子當(dāng)中,只需在account前面加上volatile修飾,即可實(shí)現(xiàn)線程同步。
代碼示例
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;
}
}
多線程中的非同步問(wèn)題主要出現(xiàn)在對(duì)域的讀寫(xiě)上,如果讓域自身避免這個(gè)問(wèn)題,則就不需要修改操作該域的方法。
4.使用重入鎖實(shí)現(xiàn)線程同步
在JavaSE5.0中新增了一個(gè)java.util.concurrent包來(lái)支持同步。
ReentrantLock類(lèi)是可重入、互斥、實(shí)現(xiàn)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(yǔ)義,并且擴(kuò)展了其能力
ReenreantLock類(lèi)的常用方法有:
ReentrantLock() : 創(chuàng)建一個(gè)ReentrantLock實(shí)例
lock() : 獲得鎖
unlock() : 釋放鎖
class Bank {
private int account = 100;
//需要聲明這個(gè)鎖
private Lock lock = new ReentrantLock();
public int getAccount() {
return account;
}
//這里不再需要synchronized
public void save(int money) {
lock.lock();
try{
account += money;
}finally{
lock.unlock();
}
}
}
注:關(guān)于Lock對(duì)象和synchronized關(guān)鍵字的選擇:
a.最好兩個(gè)都不用,使用一種java.util.concurrent包提供的機(jī)制,
能夠幫助用戶(hù)處理所有與鎖相關(guān)的代碼。
b.如果synchronized關(guān)鍵字能滿(mǎn)足用戶(hù)的需求,就用synchronized,因?yàn)樗芎?jiǎn)化代碼
c.如果需要更高級(jí)的功能,就用ReentrantLock類(lèi),此時(shí)要注意及時(shí)釋放鎖,否則會(huì)出現(xiàn)死鎖,通常在finally代碼釋放鎖
5.使用局部變量實(shí)現(xiàn)線程同步
如果使用ThreadLocal管理變量,則每一個(gè)使用該變量的線程都獲得該變量的副本,
副本之間相互獨(dú)立,這樣每一個(gè)線程都可以隨意修改自己的變量副本,而不會(huì)對(duì)其他線程產(chǎn)生影響。
ThreadLocal 類(lèi)的常用方法
ThreadLocal() : 創(chuàng)建一個(gè)線程本地變量
get() : 返回此線程局部變量的當(dāng)前線程副本中的值
initialValue() : 返回此線程局部變量的當(dāng)前線程的"初始值"
set(T value) : 將此線程局部變量的當(dāng)前線程副本中的值設(shè)置為value
例如:
在上面例子基礎(chǔ)上,修改后的代碼為:
代碼實(shí)例:
public class Bank{
//使用ThreadLocal類(lèi)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(jī)制
a.ThreadLocal與同步機(jī)制都是為了解決多線程中相同變量的訪問(wèn)沖突問(wèn)題。
b.前者采用以”空間換時(shí)間”的方法,后者采用以”時(shí)間換空間”的方式