java--关于线程同步（5种同步方式）

为何要使用同步？ 

    java允许多线程并发控制，当多个线程同时操作一个可共享的资源变量时（如数据的增删改查）， 

    将会导致数据不准确，相互之间产生冲突，因此加入同步锁以避免在该线程没有完成操作之前，被其他线程的调用， 

    从而保证了该变量的唯一性和准确性。

1.同步方法 

    即有synchronized关键字修饰的方法。 

    由于java的每个对象都有一个内置锁，当用此关键字修饰方法时， 

    内置锁会保护整个方法。在调用该方法前，需要获得内置锁，否则就处于阻塞状态。

    代码如： 

    public synchronized void save(){}

   注： synchronized关键字也可以修饰静态方法，此时如果调用该静态方法，将会锁住整个类

2.同步代码块 

    即有synchronized关键字修饰的语句块。 

    被该关键字修饰的语句块会自动被加上内置锁，从而实现同步

 

 

    代码如： 

    synchronized(object){ 

    }

 

 

    注：同步是一种高开销的操作，因此应该尽量减少同步的内容。 

    通常没有必要同步整个方法，使用synchronized代码块同步关键代码即可。 

     

    代码实例： 

    

package com.xhj.thread;

 

    /**

     * 线程同步的运用

     * 

     * @author XIEHEJUN

     * 

     */

    public class SynchronizedThread {

 

        class Bank {

 

            private int account = 100;

 

            public int getAccount() {

                return account;

            }

 

            /**

             * 用同步方法实现

             * 

             * @param money

             */

            public synchronized void save(int money) {

                account += money;

            }

 

            /**

             * 用同步代码块实现

             * 

             * @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 + "账户余额为：" + bank.getAccount());

                }

            }

 

        }

 

        /**

         * 建立线程，调用内部类

         */

        public void useThread() {

            Bank bank = new Bank();

            NewThread new_thread = new NewThread(bank);

            System.out.println("线程1");

            Thread thread1 = new Thread(new_thread);

            thread1.start();

            System.out.println("线程2");

            Thread thread2 = new Thread(new_thread);

            thread2.start();

        }

 

        public static void main(String[] args) {

            SynchronizedThread st = new SynchronizedThread();

            st.useThread();

        }

 

    }

3.使用特殊域变量(volatile)实现线程同步

 

    a.volatile关键字为域变量的访问提供了一种免锁机制， 

    b.使用volatile修饰域相当于告诉虚拟机该域可能会被其他线程更新， 

    c.因此每次使用该域就要重新计算，而不是使用寄存器中的值 

    d.volatile不会提供任何原子操作，它也不能用来修饰final类型的变量 

    

    例如： 

        在上面的例子当中，只需在account前面加上volatile修饰，即可实现线程同步。 

    

    代码实例： 

    

 

复制代码

      //只给出要修改的代码，其余代码与上同

        class Bank {

            //需要同步的变量加上volatile

            private volatile int account = 100;

 

            public int getAccount() {

                return account;

            }

            //这里不再需要synchronized 

            public void save(int money) {

                account += money;

            }

        ｝

复制代码

 

    注：多线程中的非同步问题主要出现在对域的读写上，如果让域自身避免这个问题，则就不需要修改操作该域的方法。 

    用final域，有锁保护的域和volatile域可以避免非同步的问题。 

4.使用重入锁实现线程同步

 

    在JavaSE5.0中新增了一个java.util.concurrent包来支持同步。 

    ReentrantLock类是可重入、互斥、实现了Lock接口的锁， 

    它与使用synchronized方法和快具有相同的基本行为和语义，并且扩展了其能力

 

 

    ReenreantLock类的常用方法有：

 

        ReentrantLock() : 创建一个ReentrantLock实例 

        lock() : 获得锁 

        unlock() : 释放锁 

    注：ReentrantLock()还有一个可以创建公平锁的构造方法，但由于能大幅度降低程序运行效率，不推荐使用 

        

    例如： 

        在上面例子的基础上，改写后的代码为: 

        

    代码实例： 

    

 

复制代码

//只给出要修改的代码，其余代码与上同

        class Bank {

            

            private int account = 100;

            //需要声明这个锁

            private Lock lock = new ReentrantLock();

            public int getAccount() {

                return account;

            }

            //这里不再需要synchronized 

            public void save(int money) {

                lock.lock();

                try{

                    account += money;

                }finally{

                    lock.unlock();

                }

                

            }

        ｝

复制代码

          

    注：关于Lock对象和synchronized关键字的选择： 

        a.最好两个都不用，使用一种java.util.concurrent包提供的机制， 

            能够帮助用户处理所有与锁相关的代码。 

        b.如果synchronized关键字能满足用户的需求，就用synchronized，因为它能简化代码 

        c.如果需要更高级的功能，就用ReentrantLock类，此时要注意及时释放锁，否则会出现死锁，通常在finally代码释放锁 

5.使用局部变量实现线程同步 

    如果使用ThreadLocal管理变量，则每一个使用该变量的线程都获得该变量的副本， 

    副本之间相互独立，这样每一个线程都可以随意修改自己的变量副本，而不会对其他线程产生影响。

 

 

 

    ThreadLocal 类的常用方法

 

 

 

    ThreadLocal() : 创建一个线程本地变量 

    get() : 返回此线程局部变量的当前线程副本中的值 

    initialValue() : 返回此线程局部变量的当前线程的"初始值" 

    set(T value) : 将此线程局部变量的当前线程副本中的值设置为value

 

 

 

    例如： 

        在上面例子基础上，修改后的代码为： 

        

    代码实例： 

        

 

复制代码

//只改Bank类，其余代码与上同

        public class Bank{

            //使用ThreadLocal类管理共享变量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();

            }

        }

复制代码

    注：ThreadLocal与同步机制 

        a.ThreadLocal与同步机制都是为了解决多线程中相同变量的访问冲突问题。 

        b.前者采用以"空间换时间"的方法，后者采用以"时间换空间"的方式