关于线程同步（5种同步方式）

分手后的思念是犯贱 2022-07-24 10:25 96阅读 0赞

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。

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.xhj.thread;
    
    
        /**
    
         * 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][Link 1]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 = 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[Java][]SE5.0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

[Link 1]: http://www.2cto.com/os/xuniji/
[Java]: http://www.2cto.com/kf/ware/Java/