實現執行緒同步的幾種方式
為何要使用同步?
java允許多執行緒併發控制,當多個執行緒同時操作一個可共享的資源變數時(如資料的增刪改查),
將會導致資料不準確,相互之間產生衝突,因此加入同步鎖以避免在該執行緒沒有完成操作之前,被其他執行緒的呼叫,
從而保證了該變數的唯一性和準確性。
同步的方式
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。
程式碼如: public synchronized void save(){}
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
程式碼如:
synchronized(object){
}
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。
package com.xhj.thread;
/**
* 執行緒同步的運用
*
* @author XIEHEJUN
*
*/
public class SynchronizedThread {
class Bank {
private int account = 100;
public int getAccount() {
return account;
}
/**
* 用同步方法實現
*
* @param money
*/
public synchronized void save(int money) {
account += money;
}
/**
* 用同步程式碼塊實現
*
* @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 + "賬戶餘額為:" + bank.getAccount());
}
}
}
/**
* 建立執行緒,呼叫內部類
*/
public void useThread() {
Bank bank = new Bank();
NewThread new_thread = new NewThread(bank);
System.out.println("執行緒1");
Thread thread1 = new Thread(new_thread);
thread1.start();
System.out.println("執行緒2");
Thread thread2 = new Thread(new_thread);
thread2.start();
}
public static void main(String[] args) {
SynchronizedThread st = new SynchronizedThread();
st.useThread();
}
}
3.使用特殊域變數(volatile)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
例如:
在上面的例子當中,只需在account前面加上volatile修飾,即可實現執行緒同步。
程式碼例項:
class Bank {
//需要同步的變數加上volatile
private volatile int account = 100;
public int getAccount() {
return account;
}
//這裡不再需要synchronized
public void save(int money) {
account += money;
}
}
多執行緒中的非同步問題主要出現在對域的讀寫上,如果讓域自身避免這個問題,則就不需要修改操作該域的方法。
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
class Bank {
private int account = 100;
//需要宣告這個鎖
private Lock lock = new ReentrantLock();
public int getAccount() {
return account;
}
//這裡不再需要synchronized
public void save(int money) {
lock.lock();
try{
account += money;
}finally{
lock.unlock();
}
}
}
注:關於Lock物件和synchronized關鍵字的選擇:
a.最好兩個都不用,使用一種java.util.concurrent包提供的機制,
能夠幫助使用者處理所有與鎖相關的程式碼。
b.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
c.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
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。
ThreadLocal 類的常用方法
ThreadLocal() : 建立一個執行緒本地變數
get() : 返回此執行緒區域性變數的當前執行緒副本中的值
initialValue() : 返回此執行緒區域性變數的當前執行緒的"初始值"
set(T value) : 將此執行緒區域性變數的當前執行緒副本中的值設定為value
例如:
在上面例子基礎上,修改後的程式碼為:
程式碼例項:
public class Bank{
//使用ThreadLocal類管理共享變數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
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