关于线程同步(7种方式)
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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; } ｝ 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 account = new ThreadLocal (){ @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
6.使用阻塞队列实现线程同步
前面5种同步方式都是在底层实现的线程同步，但是我们在实际开发当中，应当尽量远离底层结构。
使用javaSE5.0版本中新增的java.util.concurrent包将有助于简化开发。 本小节主要是使用LinkedBlockingQueue<E>来实现线程的同步 LinkedBlockingQueue<E>是一个基于已连接节点的，范围任意的blocking queue。 队列是先进先出的顺序（FIFO），关于队列以后会详细讲解~ LinkedBlockingQueue 类常用方法 LinkedBlockingQueue() : 创建一个容量为Integer.MAX_VALUE的LinkedBlockingQueue put(E e) : 在队尾添加一个元素，如果队列满则阻塞 size() : 返回队列中的元素个数 take() : 移除并返回队头元素，如果队列空则阻塞 代码实例： 实现商家生产商品和买卖商品的同步
1 package com.xhj.thread; 2 3 import java.util.Random; 4 import java.util.concurrent.LinkedBlockingQueue; 5 6 /** 7 * 用阻塞队列实现线程同步 LinkedBlockingQueue的使用 8 * 9 * @author XIEHEJUN10 * 11 */12 public class BlockingSynchronizedThread {13 /**14 * 定义一个阻塞队列用来存储生产出来的商品15 */16 private LinkedBlockingQueue queue = new LinkedBlockingQueue ();17 /**18 * 定义生产商品个数19 */20 private static final int size = 10;21 /**22 * 定义启动线程的标志，为0时，启动生产商品的线程；为1时，启动消费商品的线程23 */24 private int flag = 0;25 26 private class LinkBlockThread implements Runnable {27 @Override28 public void run() {29 int new_flag = flag++;30 System.out.println("启动线程 " + new_flag);31 if (new_flag == 0) {32 for (int i = 0; i < size; i++) {33 int b = new Random().nextInt(255);34 System.out.println("生产商品：" + b + "号");35 try {36 queue.put(b);37 } catch (InterruptedException e) {38 // TODO Auto-generated catch block39 e.printStackTrace();40 }41 System.out.println("仓库中还有商品：" + queue.size() + "个");42 try {43 Thread.sleep(100);44 } catch (InterruptedException e) {45 // TODO Auto-generated catch block46 e.printStackTrace();47 }48 }49 } else {50 for (int i = 0; i < size / 2; i++) {51 try {52 int n = queue.take();53 System.out.println("消费者买去了" + n + "号商品");54 } catch (InterruptedException e) {55 // TODO Auto-generated catch block56 e.printStackTrace();57 }58 System.out.println("仓库中还有商品：" + queue.size() + "个");59 try {60 Thread.sleep(100);61 } catch (Exception e) {62 // TODO: handle exception63 }64 }65 }66 }67 }68 69 public static void main(String[] args) {70 BlockingSynchronizedThread bst = new BlockingSynchronizedThread();71 LinkBlockThread lbt = bst.new LinkBlockThread();72 Thread thread1 = new Thread(lbt);73 Thread thread2 = new Thread(lbt);74 thread1.start();75 thread2.start();76 77 }78 79 }
注：BlockingQueue<E>定义了阻塞队列的常用方法，尤其是三种添加元素的方法，我们要多加注意，当队列满时：
add()方法会抛出异常
offer()方法返回false
put()方法会阻塞
7.使用原子变量实现线程同步
需要使用线程同步的根本原因在于对普通变量的操作不是原子的。
那么什么是原子操作呢？原子操作就是指将读取变量值、修改变量值、保存变量值看成一个整体来操作即-这几种行为要么同时完成，要么都不完成。在java的util.concurrent.atomic包中提供了创建了原子类型变量的工具类，使用该类可以简化线程同步。其中AtomicInteger 表可以用原子方式更新int的值，可用在应用程序中(如以原子方式增加的计数器)，但不能用于替换Integer；可扩展Number，允许那些处理机遇数字类的工具和实用工具进行统一访问。AtomicInteger类常用方法：AtomicInteger(int initialValue) : 创建具有给定初始值的新的AtomicIntegeraddAddGet(int dalta) : 以原子方式将给定值与当前值相加get() : 获取当前值代码实例：只改Bank类，其余代码与上面第一个例子同1 class Bank { 2 private AtomicInteger account = new AtomicInteger(100); 3 4 public AtomicInteger getAccount() { 5 return account; 6 } 7 8 public void save(int money) { 9 account.addAndGet(money);10 }11 } 补充--原子操作主要有：
对于引用变量和大多数原始变量(long和double除外)的读写操作； 对于所有使用volatile修饰的变量(包括long和double)的读写操作。 posted on 2017-03-07 21:31 阅读( ...) 评论( ...)