多线程(二)生命周期和同步

系统管理员 2020-12-04 18:12 937阅读 0赞

接上文继续学习。

四:线程的生命周期:

1).创建状态

•当用new操作符创建一个新的线程对象时,该线程处于创建状态。

•处于创建状态的线程只是一个空的线程对象,系统不为它分配资源

2). 可运行状态

•执行线程的start()方法将为线程分配必须的系统资源,安排其运行,并调用线程体—run()方法,这样就使得该线程处于可运行( Runnable )状态。

•这一状态并不是运行中状态(Running ),因为线程也许实际上并未真正运行。

3).不可运行状态

.当发生下列事件时,处于运行状态的线程会转入到不可运行状态。

调用了sleep()方法;

•线程调用wait方法等待特定条件的满足

•线程输入/输出阻塞

4)返回可运行状态:

•处于睡眠状态的线程在指定的时间过去后

•如果线程在等待某一条件,另一个对象必须通过notify()或notifyAll()方法通知等待线程条件的改变

•如果线程是因为输入/输出阻塞,等待输入/输出完成

5). 消亡状态

当线程的run方法执行结束后,该线程自然消亡。

注意:

1.停止线程的方式:不能使用Thread类的stop方法来终止线程的执行。一般要设定一个变量,在run方法中是一个循环,循环每次检查该变量,如果满足条件则继续执行,否则跳出循环,线程结束。

2.不能依靠线程的优先级来决定线程的执行顺序。

五:多线程并发

多线程并发是线程同步中比较常见的现象,java多线程为了避免多线程并发解决多线程共享数据同步问题提供了synchronized关键字

synchronized关键字:当synchronized关键字修饰一个方法的时候,该方法叫做同步方法。

1.Java中的每个对象都有一个锁(lock)或者叫做监视器(monitor),当访问某个对象的synchronized方法时,表示将该对象上锁,此时其他任何线程都无法再去访问该synchronized方法了,直到之前的那个线程执行方法完毕后(或者是抛出了异常),那么将该对象的锁释放掉,其他线程才有可能再去访问该synchronized方法。

  1. 如果一个对象有多个synchronized方法,某一时刻某个线程已经进入到了某个synchronized方法,那么在该方法没有执行完毕前,其他线程是无法访问该对象的任何synchronized方法的。

3.如果某个synchronized方法是static的,那么当线程访问该方法时,它锁的并不是synchronized方法所在的对象,而是synchronized方法所在的对象所对应的Class对象,因为Java中无论一个类有多少个对象,这些对象会对应唯一一个Class对象,因此当线程分别访问同一个类的两个对象的两个static,synchronized方法时,他们的执行顺序也是顺序的,也就是说一个线程先去执行方法,执行完毕后另一个线程才开始执行。

  1. synchronized块,写法:

    synchronized(object) { }

表示线程在执行的时候会对object对象上锁。

5.synchronized方法是一种粗粒度的并发控制,某一时刻,只能有一个线程执行该synchronized方法;synchronized块则是一种细粒度的并发控制,只会将块中的代码同步,位于方法内、synchronized块之外的代码是可以被多个线程同时访问到的。

代码实现

  1. public static void main(String[] args) {
  2. new TraditionalThreadSynchronized().init();
  3. }
  4. private void init() {
  5. final Outputer outputer = new Outputer();
  6. new Thread(new Runnable() {
  7. @Override
  8. public void run() {
  9. while (true) {
  10. try {
  11. Thread.sleep(10);
  12. } catch (InterruptedException e) {
  13. e.printStackTrace();
  14. }
  15. outputer.output("1");
  16. }
  17. }
  18. }).start();
  19. new Thread(new Runnable() {
  20. @Override
  21. public void run() {
  22. while (true) {
  23. try {
  24. Thread.sleep(10);
  25. } catch (InterruptedException e) {
  26. e.printStackTrace();
  27. }
  28. outputer.output3("2");
  29. }
  30. }
  31. }).start();
  32. }
  33. static class Outputer {
  34. public void output(String name) {
  35. int len = name.length();
  36. synchronized (Outputer.class) {
  37. for (int i = 0; i < len; i++) {
  38. System.out.println(name.charAt(i));
  39. }
  40. System.out.println();
  41. }
  42. }
  43. public synchronized void output2(String name) {
  44. int len = name.length();
  45. synchronized (this) {
  46. for (int i = 0; i < len; i++) {
  47. System.out.println(name.charAt(i));
  48. }
  49. System.out.println();
  50. }
  51. }
  52. public static synchronized void output3(String name) {
  53. int len = name.length();
  54. for (int i = 0; i < len; i++) {
  55. System.out.println(name.charAt(i));
  56. }
  57. System.out.println();
  58. }
  59. }

Synchronized是java语言级别内置的同步机制。Synchronized的背后机制是Java在语言级上的锁机制:

  • 类锁:对于每一个类,自动配套一个类锁,该锁临界量为1
  • 实例锁:对于每一个类实例化后的一个对象,自动配套一个对象锁,该锁临界量为1

对于类锁,目前注意到,只能应用到类得某个方法上:

  • 静态方法锁:static synchronized method();

对于实例锁,有以下几种方式:

  • 非静态方法锁:synchronized method();
  • 代码块锁:synchronized{ }或synchronized(this){ }
  • 指定类实例锁:synchronized(Object ob){ }
  1. 非静态方法锁与代码块锁实质都一样,是对当前所属类得实例加锁。而指定类实例锁,是对括号里的对象ob加锁,这一点很有意思,灵活运用指定类锁可以构建一些稍微负责的并行程序模型。
  2. 其中类锁与实例锁各自独立,不相互冲突,一个synchronized 指定锁,要么是类锁,要么是实例锁,是互斥的。

在多线程中,依然是引用日本作者结成浩的《java多线程设计模式》中的例子:

问题:

  1. public class Something(){
  2. public synchronized void isSyncA(){}
  3. public synchronized void isSyncB(){}
  4. public static synchronized void cSyncA(){}
  5. public static synchronized void cSyncB(){}
  6. }

那么,对于Something类的两个实例a与b,那么下列组方法何以被1个以上线程同时访问呢

  1. x.isSyncA()与x.isSyncB()
  2. x.isSyncA()与y.isSyncA()
  3. x.cSyncA()与y.cSyncB()
  4. x.isSyncA()与Something.cSyncA()

  1. 都是对同一个实例的synchronized域访问,因此不能被同时访问
  2. 是针对不同实例的,因此可以同时被访问
  3. 因为是static synchronized,所以不同实例之间仍然会被限制,相当于Something.isSyncA()与 Something.isSyncB()了,因此不能被同时访问。
  4. 能够同时访问,因为一个是实例锁,一个是类锁。

总结

synchronized的语言级别锁机制,让并发项目时,无需增加锁控制类,直接本身原生态支持,十分方便,但注意到,synchronized锁只有两个粒度,一个是类锁,一个是实例锁,而且临界区互斥量为1,对于有些需要临界区大于1的,锁粒度更大,动态调控,那synchronized就不够用了。得需要专门的信号量等机制了。

最后一点是synchronized关键词不能被直接继承,子类在继承负责,覆盖父类的synchronized方法时候,必须同样显示用synchronized关键词。而子类如果不覆盖父类synchronized关键词的非静态方法,直接继承并使用父类的非静态方法时,父类的synchronized字段在子类对象仍然是有效的。

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