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  • 一.使用synchronized关键字 由于每个java对象都有一个内置锁,用synchronized修饰方法或者代码块时...由于同步是一种高开销的工作,所以尽量减少同步的内容,只需同步代码块就可以。 1.修饰方法 在这里插入代码片 ...

    一.使用synchronized关键字
    由于每个java对象都有一个内置锁,用synchronized修饰方法或者代码块时,内置锁会保护整个方法或代码块,要想执行这个方法或者代码块必须获得其内置锁,运行时会加上内置锁,当运行结束时,内置锁会打开。由于同步是一种高开销的工作,所以尽量减少同步的内容,只需同步代码块就可以。
    1.修饰方法

    public class Test implements Runnable {
        static int i=0;
        public synchronized void test(){
        	System.out.println("当前线程为"+i);
        	i++;
        }
        public void run(){
        	test();
        }
    	public static void main(String[] args) {
    		// TODO Auto-generated method stub
            Test t1=new Test();
            for(int i=0;i<10;i++){
            	Thread t11=new Thread(t1);
                t11.start();
            }
    	}
    }
    

    结果如下:
    在这里插入图片描述
    从上面结果看出,使用synchroniz修饰方法会在每个线程中按顺序依次执行。
    在使用该方法时要注意以下一点
    先看代码如下:

    public class Test implements Runnable {
        static int i=0;
        public synchronized void test(){
        	System.out.println("当前线程为"+i);
        	i++;
        }
        public void run(){
        	test();
        }
    	public static void main(String[] args) {
    		// TODO Auto-generated method stub
            for(int i=0;i<10;i++){
            	Test t1=new Test();
            	Thread t11=new Thread(t1);
                t11.start();
            }
    	}
    }
    

    在看下结果:
    在这里插入图片描述
    只是稍微修改了一处,结果就有很大不同,为什么会这样呢?我们发现上面两个代码,一个是在开始值创建一个Runnable的对象,一个是在for循环中每次都创建一个新的对象,就是因为synchronized是不能锁住不同对象的线程的,只能锁住同一个对象的线程,也就是说锁住的是方法所属的主体对象自身。

    2.修饰代码块

    public class Test implements Runnable {
        static int i=0;
        public void test(){
        	synchronized(this){System.out.println("当前线程为"+i);
        	i++;
        	}
        }
        public void run(){
        	test();
        }
    	public static void main(String[] args) {
    		// TODO Auto-generated method stub
    		Test t1=new Test();
            for(int i=0;i<10;i++){
            	Thread t11=new Thread(t1);
                t11.start();
            }
    	}
    }
    

    运行结果和第一个程序一样的,不多解释了。

    3.修饰静态方法

    public static synchronized void anotherMethod() { 
        // do something 
    } 
    

    对于静态方法,锁住的不是这个类的对象,也不是也不是这个类自身,而是这个类所属的java.lang.Class类型的对象

    二.wait与notify

    wait(),使一个线程处于等待状态,并释放所持对象的锁,与sleep不同,sleep不会释放对象锁。
    notify(),唤醒一个处于阻塞状态的线程,进入就绪态,并加锁,只能唤醒一个线程,但不能确切知道唤醒哪一个,由JVM决定,不是按优先级。其实不是对对象锁的唤醒,是告诉调用wait方法的线程可以去竞争对象锁了。wait和notify必须在synchronized代码块中调用。
    notifyAll(),唤醒所有处于阻塞状态的线程,并不是给他们加锁,而是让他们处于竞争。
    为什么wait和notify要在synchronized代码块中使用
    调用wait()就是释放锁,释放锁的前提是必须要先获得锁,先获得锁才能释放锁,释放锁后进入等待队列。
    notify(),notifyAll()是将锁交给含有wait()方法的线程,让其继续执行下去,如果自身没有锁,怎么叫把锁交给其他线程呢;(本质是让处于阻塞队列的线程进入等待队列竞争锁)
    Synchronized应用举例:生产者消费者模型
    消费者线程需要等待直到生产者线程完成一次写入操作。生产者线程需要等待消费者线程完成一次读取操作。假设没有应用Synchronized关键字,当消费者线程执行wait操作的同时,生产线线程执行notify,生产者线程可能在等待队列中找不到消费者线程。导致消费者线程一直处于阻塞状态。那么这个模型就要失败了。所以必须要加Synchronized关键字。

    生产者消费者代码实现:

    package p2;
    
    //使用wait与notify实现
    public class ProducerConsumer {
    
        public static void main(String[] arg) {
    
            Resource resource = new Resource();
            // 生产者线程
            ProducerThread p1 = new ProducerThread(resource);
            ProducerThread p2 = new ProducerThread(resource);
            ProducerThread p3 = new ProducerThread(resource);
            // 消费者线程。测试时可以少开几个消费线程看看具体
            ConsumerThread c1 = new ConsumerThread(resource);
            ConsumerThread c2 = new ConsumerThread(resource);
            ConsumerThread c3 = new ConsumerThread(resource);
    
            p1.start();
            p2.start();
            p3.start();
            c1.start();
            c2.start();
            c3.start();
    
        }
    
    }
    
    // 编写资源类
    class Resource {
    //当前资源池数量
        private int currentSize = 0;
        //允许数量
        private int allowSize = 10;
    
        // 取走资源,如果当前资源大于0则可以移除(消费),移除之后唤醒生产线程。否则进入等待释放线程资源
        public synchronized void remove() {
            if (currentSize > 0) {
                currentSize--;
                System.out.println(Thread.currentThread().getName() + "消费一件资源,当前资源池有" + currentSize + "个");
    
                notifyAll();
            } else {
    
                // 没有资源 消费者进入等待状态
                try {
                    System.out.println(Thread.currentThread().getName() + "当前资源过少,等待增加");
                    wait();
                } catch (InterruptedException e) {
                    // TODO Auto-generated catch block
                    e.printStackTrace();
                }
    
            }
    
        }
    
        public synchronized void add() {
            // 如果当前数量小于限制数量则可以增加,增加后唤醒消费者消费,否则等待消费,释放锁
            if (currentSize < allowSize) {
                currentSize++;
                System.out.println(Thread.currentThread().getName() + "生产一件资源,当前资源池有" + currentSize + "个");
                notifyAll();
    
            } else {
    
                try {
                    System.out.println(Thread.currentThread().getName() + "当前资源过多,等待消费");
                    wait();
                } catch (InterruptedException e) {
                    // TODO Auto-generated catch block
                    e.printStackTrace();
                }
    
            }
    
        }
    
    }
    //消费线程
    class ConsumerThread extends Thread {
        private Resource resource;
    
        ConsumerThread(Resource resource) {
            this.resource = resource;
        }
    
        @Override
        public void run() {
            while (true) {
                //避免生产消费太快测试的时候看不到打印,休眠一秒
                try {
                    Thread.sleep(1000);
                } catch (InterruptedException e) {
                    e.printStackTrace();
                }
                //移除代表消费
                resource.remove();
            }
    
        }
    
    }
    //生产者线程
    class ProducerThread extends Thread {
        private Resource resource;
    
        ProducerThread(Resource resource) {
            this.resource = resource;
        }
    
        @Override
        public void run() {
            while (true) {
                try {
                    Thread.sleep(1000);
                } catch (InterruptedException e) {
                    e.printStackTrace();
                }
                //生产
                resource.add();
            }
    
        }
    
    }
    

    三.volatile关键字
    前面提到的synchronized关键字锁住的是代码块,但是容易造成资源的浪费,是一种重量锁,而volatile是一种轻量锁,锁住的是变量。
    我们先来看下面的代码:

    boolean value=false;
     --------------线程2------------- 
     public void change(){ value=true; }
      --------------线程1--------------
      public void output(){ if(value==true) System.out,println("输出成功"); }
    

    上面的结果会输出什么呢?先执行线程2,再执行线程1,是否会输出成功呢?其实是不一定的,让我们来看下为什么:
    在这里插入图片描述
    上面这张图表明,不同线程在执行时,数据都是从主内存中取得的,每个线程自身都有一个工作内存。线程读入和写入数据的过程如下:
    先从主内存中读取数据,放入工作内存,传递到线程中使用,在修改数据时,原路返回,经工作内存再写入到主内存中。
    这样就会有问题了,当两个线程1先把修改的数据经过工作内存写回到主内存的过程中,线程二读取主内存中的数据了,这样数据就出现了不一致性,我们把这种情况叫做线程之间不可见性。
    volatile关键字就是用来解决这种不可见问题的,它是怎么实现的呢?

    使用volatile修饰的变量在被一个线程修改后,直接将数据写回到主内存,跳过了工作内存
    使用volatile修饰的变量,在被线程1修改后,线程二中的该变量就被视为无效
    线程2中数据无效了,在使用的时候就必须重新回主内存中读取该数据
    但是在使用volatile时需要注意一点,我们举个例子来说

    public class Test implements Runnable {
    	volatile int value=0;
    	volatile int count=0;
    	public void run(){
    		for(int i=0;i<10000;i++){
    			value++;
    		}
    		count++;
    	}
    	public static void main(String[] args) {
    		// TODO Auto-generated method stub
    		Test test=new Test();
    		for(int i=0;i<5;i++){
    			Thread t=new Thread(test);
    			t.start();
    		}
    		while(test.count!=5);
    		System.out.println(test.value);
            
    	}
    
    }
    

    看下结果:32130
    按理来说应该会输出50000,为什么会使那个结果呢?
    原因在于volatile不能满足原子性。
    原子性是指一个操作要么在执行时不被打断,要么就是不执行,原子操作只有最简单的赋值和读取。我们举例子讲解一下:

    int a=1int b=a;
    a++;
    

    上面三个只有第一个是原子操作,第二个,先读取a的值,再赋值给b,两个原子操作叠加起来就不是原子操作,第三个,相当于a=a+1,先读取a的值,再加1,再赋值给a,也不是原子操作。
    注意:long和double的变量是64位的,不满足原子操作。
    了解了原子性我们想想为什么之前代码的结果不是500000。因为value的递增不是原子操作,volatile是无法保证原子性的。我们可以假设有这种情况,当value为100时线程1执行value自增的时候,比如说进行到了加1操作后被阻塞了,线程2接着进行value自增,线程2在主存中读取value值时会发现value还是100,那么线程1和线程2执行的结果都是101,相当于两次自增后value确只增加1,这就造成了实际值比500000小。

    四.Lock
    前面的synchronized加锁,只有加锁和释放所=锁,在JDK5后出现了新的加锁方法,使用Lock,包含比synchronized更多的加锁功能。ReentrantLock类是实现了Lock接口的锁.ReentrantLock类的常用方法:

    ReentrantLock() : 创建一个ReentrantLock实例 
    lock() : 获得锁 
    unlock() : 释放锁 
    

    两者区别:

    synchronized是java的关键字,是java的内置特性,是基于JVM层面的,而Lock是接口,是基于javaJDK层面的,通过这个接口可以实现同步访问。
    synchronized是不需要手动释放锁的,在代码执行完后,系统会让线程自动释放锁,但是Lock要手动解锁,如果不手动解锁,会出现死锁现象。

    public class Test implements Runnable{
     Lock lock = new ReentrantLock();
      public void run(){
       lock.lock();
        try{
         String name=Thread.currentThread().getName(); 
         for(int i=0 ; i<5 ;i++){
         System.out.println("线程"+name+":"+i);
           } }
         catch(Exception e){
            }
          finally{ lock.unlock(); }
              } 
          public static void main(String[] args){ 
               Test test = new Test();
               Thread thread1 = new Thread(test,"1"); 
               thread1.start(); 
               Thread thread2 = new Thread(test,"2");
               thread2.start(); } }
    

    结果如下:
    在这里插入图片描述
    可以看出线程按顺序执行了,通常将要锁住的代码和方法放在try-catch中,在finally中释放锁,和synchronized一样,是对同一对象的两个线程。

    五.ThreadLocal类
    使用ThreadLocal管理变量,每一个使用该变量的线程都获得该变量的副本,各个副本之间相互独立,每个线程都可以随意修改变量副本,而不会对其他线程造成影响。
    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
    

    来看一下如何使用:

    public class Test implements Runnable{ 
    private static ThreadLocal<Integer> value = new ThreadLocal<Integer>(){
     protected Integer initialValue() { 
     return 0; 
       } 
     };
     public void run(){
      for(int i=0 ; i<5 ;i++)
      value.set(value.get()+1); 
      String name = Thread.currentThread().getName(); 
      System.out.println("线程"+name+":"+value.get());
       }
        public static void main(String[] args){
        Test test = new Test(); 
        Thread thread1 = new Thread(test,"1");
        thread1.start(); 
        Thread thread2 = new Thread(test,"2");
         thread2.start(); } }
    
    

    结果如下:
    在这里插入图片描述
    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

    摘选: https://tangyulu.com/233.htm

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  • 题目是:编写程序实现线程同步.假设一个银行的ATM机,它可以允许用户存款也可以取款.现在一个账户上有200元,用户A和用户B都拥有在这个账户上存款和取款的权利.用户A将存入100元...题目是:编写程序实现线程的...

    题目是:编写程序实现线程的同步.假设一个银行的ATM机,它可以允许用户存款也可以取款.现在一个账户上有200元,用户A和用户B都拥有在这个账户上存款和取款的权利.用户A将存入100元...

    题目是:编写程序实现线程的同步.假设一个银行的ATM机,它可以允许用户存款也可以取款.现在一个账户上有200元,用户A和用户B都拥有在这个账户上存款和取款的权利.用户A将存入100元,而用户B将取出50元,那么最后账户的存款应该是250元。求代码

    那位大哥大姐会做啊?我的是

    //利用线程同步实现模拟银行取款和存款

    class Account

    {

    private static int cunqian = 200;

    String name;

    static float amount;

    static float bmount;

    public Account(String name,float amount,float bmount)

    {

    this.name=name;

    this.amount=amount;

    this.bmount=bmount;

    }

    public synchronized static void deposit(float amt)

    {

    float tmp = amount;

    tmp += amt;

    try

    {

    Thread.sleep(10);//模拟其它处理所需要的时间,比如刷新数据库等

    }

    catch (InterruptedException e)

    {

    }

    amount = tmp;

    }

    public synchronized static void withdraw(float bmt)

    {

    float tmp = bmount;

    tmp -= bmt;

    try

    {

    Thread.sleep(10);//模拟其它处理所需要的时间,比如刷新数据库等

    }

    catch (InterruptedException e)

    {

    }

    bmount = tmp;

    }

    public static float getBalance()

    {

    return (amount+bmount);

    }

    }

    class Customer extends Thread

    { public void run()

    {

    for(int i=0;i<=1;i++)

    Account.deposit(100.0f);

    Account.withdraw(50.0f);

    }

    }

    public class AccountTest

    {

    public static void main(String[] args)

    {

    Customer customerA=new Customer();

    Customer customerB=new Customer();

    customerA.start();

    customerB.start();

    System.out.println();

    System.out.println("最后总钱数:" + Account.getBalance());

    }

    }

    运行结果为0,谁能帮我改正一下。

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  • 一、synchronized关键字Synchronized修饰整个方法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。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...

    一、synchronized关键字

    Synchronized修饰整个方法

    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。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

    synchronized修饰具体的代码块

    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。

    二、重入锁

    ReentrantLock类是可重入、互斥、实现了Lock接口的锁,它与使用 synchronized 方法和块具有相同的基本行为和语义,并且扩展了其能力。.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 。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 。

    ReentrantLock() : 创建一个ReentrantLock实例

    lock() : 获得锁

    unlock() : 释放锁

    三、volatile关键字

    1.volatile 是变量修饰符,其修饰的变量具有可见性。

    可见性就是说一旦某个线程修改了被 volatile 修饰的变量,它会保证修改的值会立即被更新到主存,当有其他线程需要读取的时候,可以立即获取修改之后的值。

    在Java中为了加快程序的运行效率,对一些变量的操作通常是在该线程的寄存器或CPU缓存上进行的,之后才会同步到主存中,而加了 volatile 修饰符的变量则是直接读写主存。

    2. volatile可以禁止指令重排

    指令重排是指编译器或者CPU为了提高程序的运行效率,可能会对输入的代码进行优化,它不保证各个语句的执行顺序同代码中的顺序一致,但是它会保证程序最终执行结果和代码中的执行结果是一致的,应用条件是单线程条件,对于并发多线程的场景下,指令重排会产生不确定的结果。

    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

    四、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() : 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

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  • java线程同步

    2021-03-06 04:27:17
    问题的引出在java语言中,我们常常会用到多线程相关的操作,但是多线程操作中可能会出现一些问题。现在给定一个抢票的多线程代码class MyThread implementsRunnable{int a = 10;//票数@Overridepublic voidrun(){...

    问题的引出

    在java语言中,我们常常会用到多线程相关的操作,但是多线程操作中可能会出现一些问题。

    现在给定一个抢票的多线程代码

    class MyThread implementsRunnable{int a = 10;//票数

    @Overridepublic voidrun()

    {while(true)

    {if(a>0)

    {try{

    Thread.sleep(1000);

    }catch(InterruptedException e) {

    e.printStackTrace();

    }

    System.out.println(Thread.currentThread().getName()+"买票。剩余票数"+ --a);

    }else{

    System.out.println("票卖光了");break;

    }

    }

    }

    }public classTheadOperation {public static void main(String[] args) throwsInterruptedException {

    MyThread mt= newMyThread();new Thread( mt,"a1").start();new Thread(mt,"a2").start();new Thread( mt,"a3").start();

    }

    }

    这个代码通过a1,a2,a3三个线程来执行抢票的工作,但是当票数为1的时候,三个线程同时可以进入售票过程,--a会被执行,所以最终的票数将变成-2,这就是一个严重的错误,所以就需要线程同步了。

    什么是线程同步?

    首先,什么是线程同步?百度百科的回答是:即当有一个线程在对内存进行操作时,其他线程都不可以对这个内存地址进行操作,直到该线程完成操作, 其他线程才能对该内存地址进行操作,而其他线程又处于等待状态,实现线程同步的方法有很多,临界区对象就是其中一种。

    通俗的来说就是多个操作在同一时间内,只能有一个线程进行,其他的线程要等此线程执行完了之后才可以继续执行。

    线程同步

    通过关键字synchronized来实现线程同步。

    可以有两种方法,一种是代码块形式,一种是关键字修饰方法的形式。

    首先给出代码块形式:

    1 class MyThread implementsRunnable{2 int a = 1000000;3 @Override4 public voidrun()5 {6 while(true)7 {8 synchronized(this)9 {10 if(a>0)11 {12 try{13 Thread.sleep(1);14 } catch(InterruptedException e) {15 e.printStackTrace();16 }17 System.out.println(Thread.currentThread().getName()+"买票。剩余票数"+ --a);18 }19 else

    20 {21 System.out.println("票卖光了");22 break;23 }24 }25 }26 }27 }

    public class TheadOperation {

    public static void main(String[]

    args) throws InterruptedException {

    MyThread mt = new MyThread();

    new Thread(

    mt,"a1").start();

    new

    Thread(mt,"a2").start();

    new Thread(

    mt,"a3").start();

    }

    }

    synchronized(同步对象){代码操作}

    通过该操作,就完成了将代码块中的内容线程同步。

    然后是修饰方法:

    class MyThread implementsRunnable{int a = 10000;public synchronized booleanabc()

    {if(a>0)

    {try{

    Thread.sleep(1);

    }catch(InterruptedException e) {

    e.printStackTrace();

    }

    System.out.println(Thread.currentThread().getName()+"买票。剩余票数"+ --a);return true;

    }else{

    System.out.println("票卖光了");return false;

    }

    }

    @Overridepublic voidrun()

    {while(abc())

    {

    }

    }

    }public classTheadOperation {public static void main(String[] args) throwsInterruptedException {

    MyThread mt= newMyThread();new Thread( mt,"a1").start();new Thread(mt,"a2").start();new Thread( mt,"a3").start();

    }

    }

    通过如此也可以实现方法体内线程同步。

    由于线程同步导致同一时间内只有一个线程可进行操作,其带来的一个问题就是开销大,会影响程序的性能,所以要谨慎使用。

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