Java多執行緒2-多個執行緒之間共享資料

多執行緒 Java · 發表 2018-11-26 19:45:54

摘要：執行緒範圍的共享變數多個業務模組針對同一個static變數的操作要保證在不同執行緒中各模組操作的是自身對應的變數物件 public class ThreadScopeSharaData { private staticint data = 0 ; publ...

執行緒範圍的共享變數

多個業務模組針對同一個static變數的操作要保證在不同執行緒中各模組操作的是自身對應的變數物件

public class ThreadScopeSharaData {

private staticint data = 0 ;

public static void main(String[] args) {
for(int i = 0 ;i<2 ;i++){
new Thread(new Runnable(){

@Override
public void run() {
data = new Random().nextInt();
System.out.println(Thread.currentThread().getName()+ " put random data:"+data);
new A().get() ;
new B().get() ;
}

}).start() ;
}

}

static class A {
public int get(){
System.out.println("A from " + Thread.currentThread().getName()
+ " get data :" + data);
return data ;
}
}

static class B{
public int get(){
System.out.println("B from " + Thread.currentThread().getName()
+ " get data :" + data);
return data ;
}
}
}

模組A ，B都需要訪問static的變數data 線上程0中會隨機生成一個data值假設為10 那麼此時模組A和模組B線上程0中得到的data的值為10 ；線上程1中假設會為data賦值為20 那麼在當前執行緒下

模組A和模組B得到data的值應該為20

看程式執行的結果：

Thread-0 put random data:-2009009251
Thread-1 put random data:-2009009251
A from Thread-0 get data :-2009009251
A from Thread-1 get data :-2009009251
B from Thread-0 get data :-2009009251
B from Thread-1 get data :-2009009251

Thread-0 put random data:-2045829602
Thread-1 put random data:-1842611697
A from Thread-0 get data :-1842611697
A from Thread-1 get data :-1842611697
B from Thread-0 get data :-1842611697
B from Thread-1 get data :-1842611697

會出現兩種情況

1.由於執行緒執行速度，新的隨機值將就的隨機值覆蓋 data 值一樣

2.data 值不一樣，但 A、B執行緒都

1.使用Map實現執行緒範圍內資料的共享

可是將data資料和當前允許的執行緒繫結在一塊，在模組A和模組B去獲取資料data的時候是通過當前所屬的執行緒去取得data的結果就行了。

宣告一個Map集合集合的Key為Thread 儲存當前所屬執行緒 Value 儲存data的值，程式碼如下：

public class ThreadScopeSharaData {


private static Map<Thread, Integer> threadData = new HashMap<>();

public static void main(String[] args) {

for (int i = 0; i < 2; i++) {
new Thread(new Runnable() {
@Override
public void run() {
int data = new Random().nextInt();
System.out.println(Thread.currentThread().getName() + " put random data:" + data);
threadData.put(Thread.currentThread(), data);
new A().get();
new B().get();

}
}).start();

}

}

static class A {
public void get() {
int data = threadData.get(Thread.currentThread());

System.out.println("A from " + Thread.currentThread().getName() + " get data:" + data);

}
}

static class B {
public void get() {
int data = threadData.get(Thread.currentThread());
System.out.println("B from " + Thread.currentThread().getName() + " get data:" + data);

}
}
}

Thread-0 put random data:-123490895
Thread-1 put random data:-1060992440
A from Thread-0 get data:-123490895
A from Thread-1 get data:-1060992440
B from Thread-0 get data:-123490895
B from Thread-1 get data:-1060992440

2.ThreadLocal實現執行緒範圍內資料的共享

(1)訂單處理包含一系列操作：減少庫存量、增加一條流水臺賬、修改總賬，這幾個操作要在同一個事務中完成，通常也即同一個執行緒中進行處理，如果累加公司應收款的操作失敗了，則應該把前面的操作回滾，否則，提交所有操作，這要求這些操作使用相同的資料庫連線物件，而這些操作的程式碼分別位於不同的模組類中。

(2)銀行轉賬包含一系列操作：把轉出帳戶的餘額減少，把轉入帳戶的餘額增加，這兩個操作要在同一個事務中完成，它們必須使用相同的資料庫連線物件，轉入和轉出操作的程式碼分別是兩個不同的帳戶物件的方法。

(3)例如Strut2的ActionContext，同一段程式碼被不同的執行緒呼叫執行時，該程式碼操作的資料是每個執行緒各自的狀態和資料，對於不同的執行緒來說，getContext方法拿到的物件都不相同，對同一個執行緒來說，不管呼叫getContext方法多少次和在哪個模組中getContext方法，拿到的都是同一個。

4.實驗案例：定義一個全域性共享的ThreadLocal變數，然後啟動多個執行緒向該ThreadLocal變數中儲存一個隨機值，接著各個執行緒呼叫另外其他多個類的方法，這多個類的方法中讀取這個ThreadLocal變數的值，就可以看到多個類在同一個執行緒中共享同一份資料。

5.實現對ThreadLocal變數的封裝，讓外界不要直接操作ThreadLocal變數。

(1)對基本型別的資料的封裝，這種應用相對很少見。

(2)對物件型別的資料的封裝，比較常見，即讓某個類針對不同執行緒分別建立一個獨立的例項物件。

public class ThreadLocalTest {

private static ThreadLocal<Integer> threadLocal = new ThreadLocal<>();

public static void main(String[] args) {

for (int i = 0; i < 2; i++) {
new Thread(new Runnable() {
@Override
public void run() {
int data = new Random().nextInt();
System.out.println(Thread.currentThread().getName() + " put random data:" + data);
threadLocal.set(data);
new A().get();
new B().get();

}
}).start();

}

}

static class A {
public void get() {
int data = threadLocal.get();

System.out.println("A from " + Thread.currentThread().getName() + " get data:" + data);

}
}

static class B {
public void get() {
int data = threadLocal.get();
System.out.println("B from " + Thread.currentThread().getName() + " get data:" + data);

}
}
}

Thread-0 put random data:-2015900409
Thread-1 put random data:-645411160
A from Thread-0 get data:-2015900409
A from Thread-1 get data:-645411160
B from Thread-0 get data:-2015900409
B from Thread-1 get data:-645411160

優化

public class ThreadLocalTest {

private static ThreadLocal<Integer> threadLocal = new ThreadLocal<>();

//private static ThreadLocal<MyThreadScopeData> myThreadScopeDataThreadLocal = new ThreadLocal<>();


public static void main(String[] args) {

for (int i = 0; i < 2; i++) {
new Thread(new Runnable() {
@Override
public void run() {
int data = new Random().nextInt();
System.out.println(Thread.currentThread().getName() + " put random data:" + data);
threadLocal.set(data);

//MyThreadScopeData myThreadScopeData = new MyThreadScopeData();
//myThreadScopeData.setName("name" + data);
//myThreadScopeData.setAge(data);
//myThreadScopeDataThreadLocal.set(myThreadScopeData);

//獲取與當前執行緒繫結的例項並設定值
MyThreadScopeData.getThreadInstance().setName("name" + data);
MyThreadScopeData.getThreadInstance().setAge(data);
new A().get();
new B().get();

}
}).start();

}

}

static class A {
public void get() {
int data = threadLocal.get();


//MyThreadScopeData myData = myThreadScopeDataThreadLocal.get();
//
//
//System.out.println("A from " + Thread.currentThread().getName()
//+ " getMyData: " + myData.getName() + "," + myData.getAge());

MyThreadScopeData myData = MyThreadScopeData.getThreadInstance();
System.out.println("A from " + Thread.currentThread().getName()
+ " getMyData: " + myData.getName() + "," + myData.getAge());
}
}

static class B {
public void get() {
int data = threadLocal.get();
//System.out.println("B from " + Thread.currentThread().getName() + " get data:" + data);

MyThreadScopeData myData = MyThreadScopeData.getThreadInstance();
System.out.println("B from " + Thread.currentThread().getName()
+ " getMyData: " + myData.getName() + "," + myData.getAge());
}
}
}

//一個綁定當前執行緒的類
class MyThreadScopeData {

private static ThreadLocal<MyThreadScopeData> map = new ThreadLocal<>();
private String name;
private int age;

private MyThreadScopeData() {
}

//定義一個靜態方法，返回各執行緒自己的例項
//這裡不必用同步，因為每個執行緒都要建立自己的例項，所以沒有執行緒安全問題。
public static MyThreadScopeData getThreadInstance() {
//獲取當前執行緒繫結的例項
MyThreadScopeData instance = map.get();
if (instance == null) {
instance = new MyThreadScopeData();
map.set(instance);
}
return instance;
}

public String getName() {
return name;
}

public void setName(String name) {
this.name = name;
}

public int getAge() {
return age;
}

public void setAge(int age) {
this.age = age;
}


}

Thread-1 put random data:-1041517189
Thread-0 put random data:-98835751
A from Thread-1 getMyData: name-1041517189,-1041517189
A from Thread-0 getMyData: name-98835751,-98835751
B from Thread-1 getMyData: name-1041517189,-1041517189
B from Thread-0 getMyData: name-98835751,-98835751

例項：

設計4個執行緒，其中兩個執行緒每次對j增加1，另外兩個執行緒對j每次減少1，寫出程式。

1、如果每個執行緒執行的程式碼相同，可以使用同一個Runnable物件，這個Runnable物件中有那個共享資料，例如，賣票系統就可以這麼做。

public class SellTicket {
//賣票系統，多個視窗的處理邏輯是相同的
public static void main(String[] args) {
Ticket t = new Ticket();
new Thread(t).start();
new Thread(t).start();
}
}

/**
 * 將屬性和處理邏輯，封裝在一個類中
 *
 * @author yang
 */
class Ticket implements Runnable {

private int ticket = 10;

public synchronized void run() {
while (ticket > 0) {
ticket--;
System.out.println("當前票數為：" + ticket);
}
}
}

2、如果每個執行緒執行的程式碼不同，這時候需要用不同的Runnable物件，例如，設計2個執行緒。一個執行緒對j增加1，另外一個執行緒對j減1，銀行存取款系統。

public class MultiThreadShareData {
private int j;
public static void main(String[] args) {
MultiThreadShareData multiThreadShareData = new MultiThreadShareData();
for(int i=0;i<2;i++){
new Thread(multiThreadShareData.new ShareData1()).start();//增加
new Thread(multiThreadShareData.new ShareData2()).start();//減少
}
}
//自增
private synchronized void Inc(){
j++;
System.out.println(Thread.currentThread().getName()+" inc "+j);
}
//自減
private synchronized void Dec(){
j--;
System.out.println(Thread.currentThread().getName()+" dec "+j);
}

class ShareData1 implements Runnable {
public void run() {
for(int i=0;i<5;i++){
Inc();
}
}
}
class ShareData2 implements Runnable {
public void run() {
for(int i=0;i<5;i++){
Dec();
}
}
}
}

Thread-0 inc 1
Thread-0 inc 2
Thread-0 inc 3
Thread-0 inc 4
Thread-0 inc 5
Thread-1 dec 4
Thread-1 dec 3
Thread-2 inc 4
Thread-2 inc 5
Thread-2 inc 6
Thread-2 inc 7
Thread-2 inc 8
Thread-1 dec 7
Thread-1 dec 6
Thread-1 dec 5
Thread-3 dec 4
Thread-3 dec 3
Thread-3 dec 2
Thread-3 dec 1
Thread-3 dec 0

Java多執行緒2-多個執行緒之間共享資料

執行緒範圍的共享變數

1.使用Map實現執行緒範圍內資料的共享

2.ThreadLocal實現執行緒範圍內資料的共享

優化

例項：

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