关于多线程同步的初步教程－－使用synchronized

在编写一个类时，如果该类中的代码可能运行于多线程环境下，那么就要考虑同步的问题。在Java中内置了语言级的同步原语－－synchronized，这也大大简化了Java中多线程同步的使用。我们首先编写一个非常简单的多线程的程序，是模拟银行中的多个线程同时对同一个储蓄账户进行存款、取款操作的。
在程序中我们使用了一个简化版本的Account类，代表了一个银行账户的信息。在主程序中我们首先生成了1000个线程，然后启动它们，每一个线程都对John的账户进行存100元，然后马上又取出100元。这样，对于John的账户来说，最终账户的余额应该是还是1000元才对。然而运行的结果却超出我们的想像，首先来看看我们的演示代码：

class Account {

String name;

float amount;

public Account(String name, float amount) {

this.name = name;

this.amount = amount;

}

public void deposit(float amt) {

float tmp = amount;

tmp += amt;

try {

Thread.sleep(100);//模拟其它处理所需要的时间，比如刷新数据库等

} catch (InterruptedException e) {

// ignore

}

amount = tmp;

}

public void withdraw(float amt) {

float tmp = amount;

tmp -= amt;

try {

Thread.sleep(100);//模拟其它处理所需要的时间，比如刷新数据库等

} catch (InterruptedException e) {

// ignore

}

amount = tmp;

}

public float getBalance() {

return amount;

}

}

public class AccountTest{

private static int NUM_OF_THREAD = 1000;

static Thread[] threads = new Thread[NUM_OF_THREAD];

public static void main(String[] args){

final Account acc = new Account("John", 1000.0f);

for (int i = 0; i< NUM_OF_THREAD; i++) {

threads[i] = new Thread(new Runnable() {

public void run() {

acc.deposit(100.0f);

acc.withdraw(100.0f);

}

});

threads[i].start();

}

for (int i=0; i<NUM_OF_THREAD; i++){

try {

threads[i].join(); //等待所有线程运行结束

} catch (InterruptedException e) {

// ignore

}

}

System.out.println("Finally, John's balance is:" + acc.getBalance());

}

}

注意，上面在Account的deposit和withdraw方法中之所以要把对amount的运算使用一个临时变量首先存储，sleep一段时间，然后，再赋值给amount，是为了模拟真实运行时的情况。因为在真实系统中，账户信息肯定是存储在持久媒介中，比如RDBMS中，此处的睡眠的时间相当于比较耗时的数据库操作，最后把临时变量tmp的值赋值给amount相当于把amount的改动写入数据库中。运行AccountTest，结果如下（每一次结果都会不同）：

E:/java/exer/bin>java AccountTest
Finally, John's balance is:3900.0

E:/java/exer/bin>java AccountTest
Finally, John's balance is:4900.0

E:/java/exer/bin>java AccountTest
Finally, John's balance is:4700.0

E:/java/exer/bin>java AccountTest
Finally, John's balance is:3900.0

E:/java/exer/bin>java AccountTest
Finally, John's balance is:3900.0

E:/java/exer/bin>java AccountTest
Finally, John's balance is:5200.0

为什么会出现这样的问题？这就是多线程中的同步的问题。在我们的程序中，Account中的amount会同时被多个线程所访问，这就是一个竞争资源，通常称作竞态条件。对于这样的多个线程共享的资源我们必须进行同步，以避免一个线程的改动被另一个线程所覆盖。在我们这个程序中，Account中的amount是一个竞态条件，所以所有对amount的修改访问都要进行同步，我们将deposit()和withdraw()方法进行同步，修改为：

public synchronized void deposit(float amt) {

float tmp = amount;

tmp += amt;

try {

Thread.sleep(1);//模拟其它处理所需要的时间，比如刷新数据库等

} catch (InterruptedException e) {

// ignore

}

amount = tmp;

}

public synchronized void withdraw(float amt) {

float tmp = amount;

tmp -= amt;

try {

Thread.sleep(1);//模拟其它处理所需要的时间，比如刷新数据库等

} catch (InterruptedException e) {

// ignore

}

amount = tmp;

}

此时，再运行，我们就能够得到正确的结果了。Account中的getBalance()也访问了amount，为什么不对getBalance()同步呢？因为getBalance()并不会修改amount的值，所以，同时多个线程对它访问不会造成数据的混乱。