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.wisdom.effective.java.ten;

public class SynachrizedCodeBlock {
class Bank {
private int account = 100;

public int getAccount() {
return account;
}

/**
* @Title: save
* @Description: 同步方法
* @param @param money 设定文件
*/
public synchronized void save(int money) {
account += money;
}

public void save_1(int money) {
synchronized (this) {
account += money;
}
}
}

class NewThread implements Runnable {
private Bank bank;

public NewThread(Bank bank) {
this.bank = bank;
}

public void run() {
for (int i = 0; i < 10; i++) {
// bank.save(10);
bank.save_1(10);
System.out.println(i + "账户余额为：" + bank.getAccount());
}
}

}

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) {
SynachrizedCodeBlock scb = new SynachrizedCodeBlock();
scb.useThread();
}
}

结果：
线程1
线程2
0账户余额为：110
1账户余额为：120
2账户余额为：130
3账户余额为：140
4账户余额为：150
5账户余额为：160
6账户余额为：170
7账户余额为：180
8账户余额为：190
9账户余额为：200
0账户余额为：210
1账户余额为：220
2账户余额为：230
3账户余额为：240
4账户余额为：250
5账户余额为：260
6账户余额为：270
7账户余额为：280
8账户余额为：290
9账户余额为：300

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：

class Bank {
private volatile int account = 100;

public int getAccount() {
return account;
}

public void save_1(int money) {
account += money;
}
}

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:

import java.util.concurrent.locks.Lock;
import java.util.concurrent.locks.ReentrantLock;
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_1(int money) {
lock.lock();
try {
account += money;
} finally {
lock.unlock();
}
}
}

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：
//只改Bank类，其余代码与上同

class Bank {
// 使用ThreadLocal类管理共享变量account
private ThreadLocal<Integer> account = new ThreadLocal<Integer>() {
@Override
protected Integer initialValue() {
return 100;
}
};

public int getAccount() {
return account.get();
}

// 这里不再需要synchronized
public void save_1(int money) {
account.set(account.get() + money);
}

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