Java 多執行緒同步的五種方法
一、引言
前幾天面試,被大師虐殘了,好多基礎知識必須得重新拿起來啊。閒話不多說,進入正題。
二、為什麼要執行緒同步
因為當我們有多個執行緒要同時訪問一個變數或物件時,如果這些執行緒中既有讀又有寫操作時,就會導致變數值或物件的狀態出現混亂,從而導致程式異常。舉個例子,如果一個銀行賬戶同時被兩個執行緒操作,一個取100塊,一個存錢100塊。假設賬戶原本有0塊,如果取錢執行緒和存錢執行緒同時發生,會出現什麼結果呢?取錢不成功,賬戶餘額是100.取錢成功了,賬戶餘額是0.那到底是哪個呢?很難說清楚。因此多執行緒同步就是要解決這個問題。
三、不同步時的程式碼
Bank.java
package threadTest; /** * @author ww * */ public class Bank { private int count =0;//賬戶餘額 //存錢 public void addMoney(int money){ count +=money; System.out.println(System.currentTimeMillis()+"存進:"+money); } //取錢 public void subMoney(int money){ if(count-money < 0){ System.out.println("餘額不足"); return; } count -=money; System.out.println(+System.currentTimeMillis()+"取出:"+money); } //查詢 public void lookMoney(){ System.out.println("賬戶餘額:"+count); } }
SyncThreadTest.java
package threadTest; public class SyncThreadTest { public static void main(String args[]){ final Bank bank=new Bank(); Thread tadd=new Thread(new Runnable() { @Override public void run() { // TODO Auto-generated method stub while(true){ try { Thread.sleep(1000); } catch (InterruptedException e) { // TODO Auto-generated catch block e.printStackTrace(); } bank.addMoney(100); bank.lookMoney(); System.out.println("\n"); } } }); Thread tsub = new Thread(new Runnable() { @Override public void run() { // TODO Auto-generated method stub while(true){ bank.subMoney(100); bank.lookMoney(); System.out.println("\n"); try { Thread.sleep(1000); } catch (InterruptedException e) { // TODO Auto-generated catch block e.printStackTrace(); } } } }); tsub.start(); tadd.start(); } }
程式碼很簡單,我就不解釋了,看看執行結果怎樣呢?截取了其中的一部分,是不是很亂,有寫看不懂。
餘額不足 賬戶餘額:0 餘額不足 賬戶餘額:100 1441790503354存進:100 賬戶餘額:100 1441790504354存進:100 賬戶餘額:100 1441790504354取出:100 賬戶餘額:100 1441790505355存進:100 賬戶餘額:100 1441790505355取出:100 賬戶餘額:100
四、使用同步時的程式碼
(1)同步方法:
即有synchronized關鍵字修飾的方法。 由於java的每個物件都有一個內建鎖,當用此關鍵字修飾方法時,內建鎖會保護整個方法。在呼叫該方法前,需要獲得內建鎖,否則就處於阻塞狀態。
修改後的Bank.java
package threadTest; /** * @author ww * */ public class Bank { private int count =0;//賬戶餘額 //存錢 public synchronized void addMoney(int money){ count +=money; System.out.println(System.currentTimeMillis()+"存進:"+money); } //取錢 public synchronized void subMoney(int money){ if(count-money < 0){ System.out.println("餘額不足"); return; } count -=money; System.out.println(+System.currentTimeMillis()+"取出:"+money); } //查詢 public void lookMoney(){ System.out.println("賬戶餘額:"+count); } }
再看看執行結果:
餘額不足 賬戶餘額:0 餘額不足 賬戶餘額:0 1441790837380存進:100 賬戶餘額:100 1441790838380取出:100 賬戶餘額:0 1441790838380存進:100 賬戶餘額:100 1441790839381取出:100 賬戶餘額:0
瞬間感覺可以理解了吧。
注: synchronized關鍵字也可以修飾靜態方法,此時如果呼叫該靜態方法,將會鎖住整個類
(2)同步程式碼塊
即有synchronized關鍵字修飾的語句塊。被該關鍵字修飾的語句塊會自動被加上內建鎖,從而實現同步
Bank.java程式碼如下:
package threadTest; /** * @author ww * */ public class Bank { private int count =0;//賬戶餘額 //存錢 public void addMoney(int money){ synchronized (this) { count +=money; } System.out.println(System.currentTimeMillis()+"存進:"+money); } //取錢 public void subMoney(int money){ synchronized (this) { if(count-money < 0){ System.out.println("餘額不足"); return; } count -=money; } System.out.println(+System.currentTimeMillis()+"取出:"+money); } //查詢 public void lookMoney(){ System.out.println("賬戶餘額:"+count); } }
執行結果如下:
餘額不足 賬戶餘額:0 1441791806699存進:100 賬戶餘額:100 1441791806700取出:100 賬戶餘額:0 1441791807699存進:100 賬戶餘額:100
效果和方法一差不多。
注:同步是一種高開銷的操作,因此應該儘量減少同步的內容。通常沒有必要同步整個方法,使用synchronized程式碼塊同步關鍵程式碼即可。
(3)使用特殊域變數()實現執行緒同步
a.volatile關鍵字為域變數的訪問提供了一種免鎖機制
b.使用volatile修飾域相當於告訴虛擬機器該域可能會被其他執行緒更新
c.因此每次使用該域就要重新計算,而不是使用暫存器中的值
d.volatile不會提供任何原子操作,它也不能用來修飾final型別的變數
Bank.java程式碼如下:
package threadTest; /** * @author ww * */ public class Bank { private volatile int count = 0;// 賬戶餘額 // 存錢 public void addMoney(int money) { count += money; System.out.println(System.currentTimeMillis() + "存進:" + money); } // 取錢 public void subMoney(int money) { if (count - money < 0) { System.out.println("餘額不足"); return; } count -= money; System.out.println(+System.currentTimeMillis() + "取出:" + money); } // 查詢 public void lookMoney() { System.out.println("賬戶餘額:" + count); } }
執行效果怎樣呢?
餘額不足 賬戶餘額:0 餘額不足 賬戶餘額:100 1441792010959存進:100 賬戶餘額:100 1441792011960取出:100 賬戶餘額:0 1441792011961存進:100 賬戶餘額:100
是不是又看不懂了,又亂了。這是為什麼呢?就是因為volatile不能保證原子操作導致的,因此volatile不能代替synchronized。此外volatile會組織編譯器對程式碼優化,因此能不使用它就不適用它吧。它的原理是每次要執行緒要訪問volatile修飾的變數時都是從記憶體中讀取,而不是存快取當中讀取,因此每個執行緒訪問到的變數值都是一樣的。這樣就保證了同步。
(4)使用重入鎖實現執行緒同步
在JavaSE5.0中新增了一個java.util.concurrent包來支援同步。ReentrantLock類是可重入、互斥、實現了Lock介面的鎖, 它與使用synchronized方法和快具有相同的基本行為和語義,並且擴充套件了其能力。
ReenreantLock類的常用方法有:
ReentrantLock() : 建立一個ReentrantLock例項
lock() : 獲得鎖
unlock() : 釋放鎖
注:ReentrantLock()還有一個可以建立公平鎖的構造方法,但由於能大幅度降低程式執行效率,不推薦使用
Bank.java程式碼修改如下:
package threadTest; import java.util.concurrent.locks.Lock; import java.util.concurrent.locks.ReentrantLock; /** * @author ww * */ public class Bank { private int count = 0;// 賬戶餘額 //需要宣告這個鎖 private Lock lock = new ReentrantLock(); // 存錢 public void addMoney(int money) { lock.lock();//上鎖 try{ count += money; System.out.println(System.currentTimeMillis() + "存進:" + money); }finally{ lock.unlock();//解鎖 } } // 取錢 public void subMoney(int money) { lock.lock(); try{ if (count - money < 0) { System.out.println("餘額不足"); return; } count -= money; System.out.println(+System.currentTimeMillis() + "取出:" + money); }finally{ lock.unlock(); } } // 查詢 public void lookMoney() { System.out.println("賬戶餘額:" + count); } }
執行效果怎麼樣呢?
餘額不足 賬戶餘額:0 餘額不足 賬戶餘額:0 1441792891934存進:100 賬戶餘額:100 1441792892935存進:100 賬戶餘額:200 1441792892954取出:100 賬戶餘額:100
效果和前兩種方法差不多。
如果synchronized關鍵字能滿足使用者的需求,就用synchronized,因為它能簡化程式碼 。如果需要更高階的功能,就用ReentrantLock類,此時要注意及時釋放鎖,否則會出現死鎖,通常在finally程式碼釋放鎖
(5)使用區域性變數實現執行緒同步
Bank.java程式碼如下:
package threadTest; /** * @author ww * */ public class Bank { private static ThreadLocal<Integer> count = new ThreadLocal<Integer>(){ @Override protected Integer initialValue() { // TODO Auto-generated method stub return 0; } }; // 存錢 public void addMoney(int money) { count.set(count.get()+money); System.out.println(System.currentTimeMillis() + "存進:" + money); } // 取錢 public void subMoney(int money) { if (count.get() - money < 0) { System.out.println("餘額不足"); return; } count.set(count.get()- money); System.out.println(+System.currentTimeMillis() + "取出:" + money); } // 查詢 public void lookMoney() { System.out.println("賬戶餘額:" + count.get()); } }
執行效果:
餘額不足 賬戶餘額:0 餘額不足 賬戶餘額:0 1441794247939存進:100 賬戶餘額:100 餘額不足 1441794248940存進:100 賬戶餘額:0 賬戶餘額:200 餘額不足 賬戶餘額:0 1441794249941存進:100 賬戶餘額:300
看了執行效果,一開始一頭霧水,怎麼只讓存,不讓取啊?看看的原理:
如果使用ThreadLocal管理變數,則每一個使用該變數的執行緒都獲得該變數的副本,副本之間相互獨立,這樣每一個執行緒都可以隨意修改自己的變數副本,而不會對其他執行緒產生影響。現在明白了吧,原來每個執行緒執行的都是一個副本,也就是說存錢和取錢是兩個賬戶,知識名字相同而已。所以就會發生上面的效果。
ThreadLocal與同步機制
a.ThreadLocal與同步機制都是為了解決多執行緒中相同變數的訪問衝突問題
b.前者採用以”空間換時間”的方法,後者採用以”時間換空間”的方式
相關推薦
java多執行緒同步5種方法
一、引言前幾天面試,被大師虐殘了,好多基礎知識必須得重新拿起來啊。閒話不多說,進入正題。二、為什麼要執行緒同步因為當我們有多個執行緒要同時訪問一個變數或物件時,如果這些執行緒中既有讀又有寫操作時,就會導致變數值或物件的狀態出現混亂,從而導致程式異常。舉個例子,如果一個銀行賬戶
Java——實現Java多執行緒的三種方法
Java虛擬機器允許應用程式併發地執行多個執行緒。在Java語言中,多執行緒的實現一般有以下3種方法,其中前兩種是最常用的方法。 1.繼承Thread類,重寫run()方法 Thread本質上也是實現了Runnable介面的一個例項,它代表一個執行緒的例項。並且,啟動執行緒的唯一方法就是通過
Java多執行緒同步的五種方法
一、引言 前幾天面試,被大師虐殘了,好多基礎知識必須得重新拿起來啊。閒話不多說,進入正題。 二、為什麼要執行緒同步 因為當我們有多個執行緒要同時訪問一個變數或物件時,如果這些執行緒中既有讀又有寫操作時,就會導致變數值或物件的狀態出現混亂,從而導致程式異常。舉個例
Java 多執行緒同步的五種方法 [轉]
程式碼很簡單,我就不解釋了,看看執行結果怎樣呢?截取了其中的一部分,是不是很亂,有寫看不懂。 餘額不足 賬戶餘額:0 餘額不足 賬戶餘額:100 1441790503354存進:100 賬戶餘額:100 1441790504354存進:100 賬戶餘額:100 144179050
Java 多執行緒同步的五種方法
一、引言 前幾天面試,被大師虐殘了,好多基礎知識必須得重新拿起來啊。閒話不多說,進入正題。 二、為什麼要執行緒同步 因為當我們有多個執行緒要同時訪問一個變數或物件時,如果這些執行緒中既有讀又有寫操作時,就會導致變數值或物件的狀態出現混亂,從而導致程式異常。舉個例子,
java多執行緒的幾種實現方法
方法一:繼承Thread類,覆蓋方法run(), public class MyThread extends Thread { int count= 1, number; public MyThread(int num) { number = num;
java -- 多執行緒的兩種建立方法
什麼是程序? 什麼是執行緒? 個人感覺比較好理解 怎麼建立多執行緒? 建立多執行緒有兩種方式: 1, 繼承 Thread 類。 2, 實現 Runnable 介面 先來看看第一種方法
Java建立多執行緒的三種方法
Java多執行緒實現方式主要有三種:繼承Thread類、實現Runnable介面、使用ExecutorService、Callable、Future實現有返回結果的多執行緒。其中前兩種方式執行緒執行完後都沒有返回值,只有最後一種是帶返回值的。1、繼承Thread類實現多執行緒
JAVA基礎-實現多執行緒的四種方法
Java多執行緒實現方式主要有四種:繼承Thread類、實現Runnable介面、實現Callable介面通過FutureTask包裝器來建立Thread執行緒、使用ExecutorService、Callable、Future實現有返回結果的多執行緒。其中前兩種方式執行緒執行完後都沒有返回值,後兩種是帶返回
Java多執行緒同步的幾種方式
當多個執行緒同時訪問一個資源時,非常容易出現安全問題。因此需要採用同步機制來解決這種問題。java主要提供了3種實現同步機制的方法: 1)、synchronized關鍵字 synchronized有兩種用法(synchronized方法和synchronized塊) syn
Java----實現多執行緒的兩種方法及其區別
1.建立多執行緒的兩種方式 1.通過繼承Thread類實現多執行緒 class MyThread extends Thread{ //重寫run方法 public void run(){ } } //測試類:建立執行緒
Java 多執行緒 join和interrupt 方法
簡述: 使用Java多執行緒中join和interrupt函式 《Java程式設計思想》 P669 ~ P670 一個執行緒可以再其他執行緒上呼叫join()方法,其效果是等待一段時間直到第二個執行緒結束才繼續執行。 如果某個執行緒在另一個執行緒t上呼叫t.join(), 此
java 多執行緒同步
執行緒屬性: 1.執行緒優先順序, 優先順序高度依賴於系統,不要讓程式的正確性依賴於優先順序。預設情況子執行緒會繼承父執行緒的優先順序。 2.守護執行緒, 唯一用途是為其他執行緒提供服務,當只剩
java建立執行緒的四種方法(轉)
java中建立執行緒的四種方法以及區別 Java使用Thread類代表執行緒,所有的執行緒物件都必須是Thread類或其子類的例項。Java可以用四種方式來建立執行緒,如下所示: 1)繼承Thread類建立執行緒 2)實現Runnable介面建立執行緒 3)使用Callable和Future建立執行緒
java 多執行緒的一種實現方式
private ThreadPoolExecutor threadPoolExecutor; /** * 獲取執行緒池 * @return */ private ThreadPoolExecutor getThreadPoolExecutor(){
實現java多執行緒的3種方式,99%人沒用過第3種
實現多執行緒的3種方式 1、繼承Thread類 看jdk原始碼可以發現,Thread類其實是實現了Runnable介面的一個例項,繼承Thread類後需要重寫run方法並通過start方法啟動執行緒。 繼承Thread類耦合性太強了,因為java只能單繼承,所以不利
建立多執行緒的兩種方法
建立執行緒的方法: 一種方法是將類宣告為 Thread 的子類。該子類應重寫 Thread 類的 run 方法。接下來可以分配並啟動該子類的例項。 public class MyThread extends Thread{
java 建立執行緒的三種方法
在java中使用Thread類代表執行緒,所有的執行緒物件都必須是Thread類或其子類的例項,建立執行緒有三種方式: 1.通過繼承Thread類建立執行緒; 2.通過實現Runnable介面建立執行緒; 3.通過使用Callable和Future建立執行緒。 建立執行緒demo
深入理解Java多執行緒(五)
關於java多執行緒的概念以及基本用法:java多執行緒基礎 5,定時器Timer JDK中Timer類主要是負責計劃任務的功能,也就是在指定的時間開始執行某一個任務,封裝任務的類是TimerTask類,執行計劃任務的程式碼要放進TimerTask的子類,因為它一個抽象
Java多執行緒之四種實現方式
介紹 繼承Thread類,並重寫其run方法 實現Runnable介面 實現Callable介面通過FutureTask包裝器來建立Thread執行緒 執行緒池,使用ExecutorService、Callable、Future實現有返回結果的多執行緒。 其