java线程研究---(7)Thread同步：多线程数据共用会产生问题

引言：

为什么会产生共用？

多线程的应用程序，在同一个application同时运行，就一定会涉及资源共用的问题。

什么资源可以共用？

代码，数据可以共用。

什么资源不可以共用？

cpu不可以共用。（在一个瞬时时刻，只有一个Thread在占用cpu）

为什么说代码共用不会产生问题？

java代码，编译成class之后，就是死的了，在多个线程运行同一份代码的时候，是不会改变代码本身结构的。

那么问题来了，数据的共用一定会产生严重的问题

下面，我就一步一步来解释，多线程数据共用的问题。

如何让多线程共用[b]数据：

[/b]

先来看看一个线程类ShareDataThread.java

package thread;

public class ShareDataThread implements Runnable {

	private int i = 0;

	@Override
	public void run() {

		while (i < 10) {
                        i++;
			for (int j = 0; j < 10000000l; j++); // 空for循环体
			System.out.println(Thread.currentThread().getName() + ": " + i);
		}
	}
}

对如上ShareDataThread类设计的几点说明：

空for循环体存在的意义：

空for循环体存在的意义是，想让这个线程run的时间长一些。
线程run的时间长了，那么当前线程对象，才有机会被cpu替换下来——从执行状态，进入等待执行状态。
有机会被cpu替换下来了，才会有多线程交替执行的情形。

只有多线程交替执行了，才会公用同一个数据资源！

注意，for循环体让线程执行时间长，和sleep让线程执行时间长，不一样！

关于ShareDataThread类的属性i的设计：

关于属性i，之所以设计成类属性，是想让i有机会成为共用的“数据”。
如果定义i在方法内部，那么i是局部变量，打个比方：
如果有两个线程同时执行这个run方法，
i就会有两份，供各自的线程使用，
因此，就不存在多线程共用同一个数据的情况！稍后会有例子证明


代码共用，数据非共用：

线程类，准备好了，我们先来测试代码共用，数据非共用的情况——同一个线程类，new两个线程对象，分别开启这两个对象的线程。

TwoObjExample.java

package thread;

public class TwoObjExample {
	
	public static void main(String abc[]) {

		ShareDataThread s1 = new ShareDataThread(); // 线程对象1
		ShareDataThread s2 = new ShareDataThread(); // 线程对象2
		
		Thread t1 = new Thread(s1); // 开启线程1
		Thread t2 = new Thread(s2); // 开启线程2
		
		t1.start();  // 线程1执行
		t2.start(); // 线程2执行
	}
}

为什么说是代码共用？因为都是同一个线程类，new出来的对象，这两个对象的run方法内容都相同。

为什么说是数据没用共用？因为线程t1是使用s1对象里面的i属性，t2是使用s2对象里面的i属性。

由于run方法执行时间稍长，所以会被cpu替换下来，因此两个线程交替执行，效果如下：

Thread-1: 1

Thread-1: 2

Thread-0: 1

Thread-1: 3

Thread-0: 2

Thread-1: 4

Thread-0: 3

Thread-1: 5

Thread-0: 4

Thread-1: 6

Thread-1: 7

Thread-0: 5

Thread-1: 8

Thread-0: 6

Thread-1: 9

Thread-0: 7

Thread-1: 10

Thread-0: 8

Thread-0: 9

Thread-0: 10

那么如何让两个线程共用一个数据呢？


代码共用，数据共用：

代码共用，数据共用的情况——同一个线程类，new一个线程对象，但是开启两个线程。

OneObjExample.java

package thread;

public class OneObjExample {
	
	public static void main(String abc[]) {

		ShareDataThread s1 = new ShareDataThread(); //new出一个线程对象
		
		Thread t1 = new Thread(s1);  // 开启第一个线程
		Thread t2 = new Thread(s1);  // 开启第二个线程
		
		t1.start();  // 线程1执行
		t2.start();  // 线程2执行
	}
}

直接来看看运行情况：

Thread-1: 1

Thread-1: 3

Thread-0: 4

Thread-1: 5

Thread-0: 6

Thread-1: 7

Thread-1: 8

Thread-0: 9

Thread-1: 10

Thread-0: 10

好吧，显而易见，多线程数据共用会产生问题了！！！！！！！

另外---------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------

接上面：i变量如果设计成run方法内部的局部变量。我们来看看——new一个线程对象，但是开启两个线程的执行效果

线程类ShareDataThread.java稍作修改

package thread;

public class ShareDataThread implements Runnable {

	//private int i = 0;

	@Override
	public void run() {
		int i = 0;  // 局部变量
		while (i < 10) {
			i++;
			for (int j = 0; j < 10000000l; j++);
			System.out.println(Thread.currentThread().getName() + ": " + i);
		}
	}
}

OneObjExample.java不变（new一个线程对象，但是开启两个线程）

package thread;

public class OneObjExample {
	
	public static void main(String abc[]) {

		ShareDataThread s1 = new ShareDataThread();
		
		Thread t1 = new Thread(s1);
		Thread t2 = new Thread(s1);
		
		t1.start();
		t2.start();
	}
}

来看看运行情况：

Thread-0: 1

Thread-0: 2

Thread-1: 1

Thread-0: 3

Thread-1: 2

Thread-0: 4

Thread-1: 3

Thread-0: 5

Thread-1: 4

Thread-0: 6

Thread-1: 5

Thread-0: 7

Thread-1: 6

Thread-0: 8

Thread-1: 7

Thread-0: 9

Thread-1: 8

Thread-0: 10

Thread-1: 9

Thread-1: 10

由此可见，数据并没用被两个线程共用！i是局部变量，会分配新的i给每个线程使用。

（笔者在测试的当初，i变量就设计成方法局部变量了，而没有达到应有的效果。

）