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  • Java多线程同步和异步详解
    2020-06-30 15:58:36
    首先说一个容易理解混淆的两个概念:同步和异步

    1、在说多线程时同步和异步:指的是对“共享资源”访问的同步和异步。比如两个线程同时访问某个static全局变量,这个时候就可能导致全局变量混乱。
    2、在说ajax时同步和异步:指的是“行为”的同步和异步。比如在加载一个页面的时候,理论是后一个操作要等前一个操作执行完毕返回之后,才可以执行下一步,但是这样在加载页面的时候,给用户的体验十分的差,这个时候,ajax就可以异步的进行其他的操作(行为)。来加快页面的相应速度。

    下面讲解多线程的同步和异步:

    多线程并发时,多个线程同时请求同一个资源,必然导致此资源的数据不安全,A线程修改了B线程处理的数据,而B线程又修改了A线程处理的数据。显然这是由于全局资源造成的,有时为了解决此问题,优先考虑使用局部变量,退而求其次使用同步代码块,出于这样的安全考虑就必须牺牲系统处理性能,加锁在多线程并发时资源争夺的地方,这就实现了线程的同步机制。

    同步:A线程要请求某个资源,但是此资源正在被B线程使用中,因为同步机制存在,A线程请求不到,A线程只能等待下去。
    异步:A线程要请求某个资源,但是此资源正在被B线程使用中,因为没有同步机制存在,A线程仍然请求的到,A线程无需等待。

    显然,同步最最安全,最保险的。而异步不安全,容易导致死锁,这样一个线程死掉就会导致整个进程崩溃,但没有同步机制的存在,性能会有所提升。

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  • Java 多线程同步和异步详解

    千次阅读 2018-05-31 10:00:32
    转载自 https://www.cnblogs.com/mengyuxin/p/5358364.htmljava线程 同步异步 线程池1)多线程并发时,多个线程同时请求同一个资源,必然导致此资源的数据不安全,A线程修改了B线程的处理的数据,而B线程又修改了...

    转载自 https://www.cnblogs.com/mengyuxin/p/5358364.html

    java线程 同步与异步 线程池
    1)多线程并发时,多个线程同时请求同一个资源,必然导致此资源的数据不安全,A线程修改了B线
    程的处理的数据,而B线程又修改了A线程处理的数理。显然这是由于全局资源造成的,有时为了解
    决此问题,优先考虑使用局部变量,退而求其次使用同步代码块,出于这样的安全考虑就必须牺牲
    系统处理性能,加在多线程并发时资源挣夺最激烈的地方,这就实现了线程的同步机制
    同步:A线程要请求某个资源,但是此资源正在被B线程使用中,因为同步机制存在,A线程请求
    不到,怎么办,A线程只能等待下去
    异步:A线程要请求某个资源,但是此资源正在被B线程使用中,因为没有同步机制存在,A线程
    仍然请求的到,A线程无需等待
     
    显然,同步最最安全,最保险的。而异步不安全,容易导致死锁,这样一个线程死掉就会导致整个
    进程崩溃,但没有同步机制的存在,性能会有所提升
     
    java中实现多线程
    1)继承Thread,重写里面的run方法
    2)实现runnable接口
     
    Doug Lea比较推荐后者,第一,java没有单继承的限制第二,还可以隔离代码
     
    线程池
    要知道在计算机中任何资源的创建,包括线程,都需要消耗系统资源的。在WEB服务中,对于web服
    务器的响应速度必须要尽可能的快,这就容不得每次在用户提交请求按钮后,再创建线程提供服务
    。为了减少用户的等待时间,线程必须预先创建,放在线程池中,线程池可以用HashTable这种数
    据结构来实现,看了Apach HTTP服务器的线程池的源代码,用是就是HashTable,KEY用线程对象,
    value 用ControlRunnable,ControlRunnable是线程池中唯一能干活的线程,是它指派线程池中的
    线程对外提供服务。
    出于安全考虑,Apach HTTP服务器的线程池它是同步的。听说weblogic有异步的实现方式,没有研
    究过,不敢确定
    ---------------------------------------------------------------------------------------
    --------------------------------------------------------------------------------------
    一、关键字:
    thread(线程)、thread-safe(线程安全)、intercurrent(并发的)
    synchronized(同步的)、asynchronized(异步的)、
    volatile(易变的)、atomic(原子的)、share(共享)
    二、总结背景:
    一次读写共享文件编写,嚯,好家伙,竟然揪出这些零碎而又是一路的知识点。于是乎,Google和
    翻阅了《Java参考大全》、《Effective Java Second Edition》,特此总结一下供日后工作学习参
    考。
    三、概念:
    1、 什么时候必须同步?什么叫同步?如何同步?
    要跨线程维护正确的可见性,只要在几个线程之间共享非 final 变量,就必须使用
    synchronized(或 volatile)以确保一个线程可以看见另一个线程做的更改。
    为了在线程之间进行可靠的通信,也为了互斥访问,同步是必须的。这归因于java语言规范的内存
    模型,它规定了:一个线程所做的变化何时以及如何变成对其它线程可见。
    因为多线程将异步行为引进程序,所以在需要同步时,必须有一种方法强制进行。例如:如果2个线
    程想要通信并且要共享一个复杂的数据结构,如链表,此时需要确保它们互不冲突,也就是必须阻
    止B线程在A线程读数据的过程中向链表里面写数据(A获得了锁,B必须等A释放了该锁)。
    为了达到这个目的,java在一个旧的的进程同步模型——监控器(Monitor)的基础上实现了一个巧
    妙的方案:监控器是一个控制机制,可以认为是一个很小的、只能容纳一个线程的盒子,一旦一个
    线程进入监控器,其它的线程必须等待,直到那个线程退出监控为止。通过这种方式,一个监控器
    可以保证共享资源在同一时刻只可被一个线程使用。这种方式称之为同步。(一旦一个线程进入一
    个实例的任何同步方法,别的线程将不能进入该同一实例的其它同步方法,但是该实例的非同步方
    法仍然能够被调用)。
    错误的理解:同步嘛,就是几个线程可以同时进行访问。
    同步和多线程关系:没多线程环境就不需要同步;有多线程环境也不一定需要同步。
    锁提供了两种主要特性:互斥(mutual exclusion)和可见性(visibility)。
    互斥即一次只允许一个线程持有某个特定的锁,因此可使用该特性实现对共享数据的协调访问协议
    ,这样,一次就只有一个线程能够使用该共享数据。
    可见性要更加复杂一些,它必须确保释放锁之前对共享数据做出的更改对于随后获得该锁的另一个
    线程是可见的 —— 如果没有同步机制提供的这种可见性保证,线程看到的共享变量可能是修改前
    的值或不一致的值,这将引发许多严重问题
    小结:为了防止多个线程并发对同一数据的修改,所以需要同步,否则会造成数据不一致(就是所
    谓的:线程安全。如java集合框架中Hashtable和Vector是线程安全的。我们的大部分程序都不是线
    程安全的,因为没有进行同步,而且我们没有必要,因为大部分情况根本没有多线程环境)。
     
    2、 什么叫原子的(原子操作)?
    Java原子操作是指:不会被打断地的操作。(就是做到互斥和可见性?!)
    那难道原子操作就可以真的达到线程安全同步效果了吗?实际上有一些原子操作不一定是线程安全
    的。
    那么,原子操作在什么情况下不是线程安全的呢?也许是这个原因导致的:java线程允许线程在自
    己的内存区保存变量的副本。允许线程使用本地的私有拷贝进行工作而非每次都使用主存的值是为
    了提高性能(本人愚见:虽然原子操作是线程安全的,可各线程在得到变量(读操作)后,就是各
    自玩弄自己的副本了,更新操作(写操作)因未写入主存中,导致其它线程不可见)。
    那该如何解决呢?因此需要通过java同步机制。
    在java中,32位或者更少位数的赋值是原子的。在一个32位的硬件平台上,除了double和long
    型的其它原始类型通常都是使用32位进行表示,而double和long通常使用64位表示。另外,对象引
    用使用本机指针实现,通常也是32位的。对这些32位的类型的操作是原子的。
    这些原始类型通常使用32位或者64位表示,这又引入了另一个小小的神话:原始类型的大小是
    由语言保证的。这是不对的。java语言保证的是原始类型的表数范围而非JVM中的存储大小。因此,
    int型总是有相同的表数范围。在一个JVM上可能使用32位实现,而在另一个JVM上可能是64位的。在
    此再次强调:在所有平台上被保证的是表数范围,32位以及更小的值的操作是原子的。
     
    3、 不要搞混了:同步、异步
    举个例子:普通B/S模式(同步)AJAX技术(异步)
    同步:提交请求->等待服务器处理->处理完返回这个期间客户端浏览器不能干任何事
    异步:请求通过事件触发->服务器处理(这是浏览器仍然可以作其他事情)->处理完毕
    可见,彼“同步”非此“同步”——我们说的java中的那个共享数据同步(synchronized)
    一个同步的对象是指行为(动作),一个是同步的对象是指物质(共享数据)。
     
    4、 Java同步机制有4种实现方式:(部分引用网上资源)
    ①    ThreadLocal ② synchronized( ) ③ wait() 与 notify() ④ volatile
    目的:都是为了解决多线程中的对同一变量的访问冲突
    ThreadLocal
        ThreadLocal 保证不同线程拥有不同实例,相同线程一定拥有相同的实例,即为每一个使用该
    变量的线程提供一个该变量值的副本,每一个线程都可以独立改变自己的副本,而不是与其它线程
    的副本冲突。
    优势:提供了线程安全的共享对象
    与其它同步机制的区别:同步机制是为了同步多个线程对相同资源的并发访问,是为了多个线程之
    间进行通信;而 ThreadLocal 是隔离多个线程的数据共享,从根本上就不在多个线程之间共享资源
    ,这样当然不需要多个线程进行同步了。
    volatile
         volatile 修饰的成员变量在每次被线程访问时,都强迫从共享内存中重读该成员变量的值。
    而且,当成员变量发生变化时,强迫线程将变化值回写到共享内存。
        优势:这样在任何时刻,两个不同的线程总是看到某个成员变量的同一个值。
        缘由:Java 语言规范中指出,为了获得最佳速度,允许线程保存共享成员变量的私有拷贝,而
    且只当线程进入或者离开同步代码块时才与共享成员变量的原始值对比。这样当多个线程同时与某
    个对象交互时,就必须要注意到要让线程及时的得到共享成员变量的变化。而 volatile 关键字就
    是提示 VM :对于这个成员变量不能保存它的私有拷贝,而应直接与共享成员变量交互。
         使用技巧:在两个或者更多的线程访问的成员变量上使用 volatile 。当要访问的变量已在
    synchronized 代码块中,或者为常量时,不必使用。
            线程为了提高效率,将某成员变量(如A)拷贝了一份(如B),线程中对A的访问其实访问的
    是B。只在某些动作时才进行A和B的同步,因此存在A和B不一致的情况。volatile就是用来避免这种
    情况的。 volatile告诉jvm,它所修饰的变量不保留拷贝,直接访问主内存中的(读操作多时使用
    较好;线程间需要通信,本条做不到)
    Volatile 变量具有 synchronized 的可见性特性,但是不具备原子特性。这就是说线程能够自
    动发现 volatile 变量的最新值。Volatile 变量可用于提供线程安全,但是只能应用于非常有限的
    一组用例:多个变量之间或者某个变量的当前值与修改后值之间没有约束。
    您只能在有限的一些情形下使用 volatile 变量替代锁。要使 volatile 变量提供理
    想的线程安全,必须同时满足下面两个条件:
    对变量的写操作不依赖于当前值;该变量没有包含在具有其他变量的不变式中。
     
    sleep() vs wait()
    sleep是线程类(Thread)的方法,导致此线程暂停执行指定时间,把执行机会给其他线程,但是监
    控状态依然保持,到时后会自动恢复。调用sleep不会释放对象锁。
    wait是Object类的方法,对此对象调用wait方法导致本线程放弃对象锁,进入等待此对象的等待锁
    定池,只有针对此对象发出notify方法(或notifyAll)后本线程才进入对象锁定池准备获得对象锁
    进入运行状态。
    (如果变量被声明为volatile,在每次访问时都会和主存一致;如果变量在同步方法或者同步块中
    被访问,当在方法或者块的入口处获得锁以及方法或者块退出时释放锁时变量被同步。)
     
    四、例子:
    Demo1:
    package test.thread;
     
     
    class SynTest{
     
    //非同步
    static void method(Thread thread){
    System.out.println("begin "+thread.getName());
    try{
    Thread.sleep(2000);
    }catch(Exception ex){
    ex.printStackTrace();
    }
    System.out.println("end "+thread.getName());
    }
     
    //同步方式一:同步方法
    synchronized static void method1(Thread thread){//这个方法是同步的方法,每次只有一
    个线程可以进来
    System.out.println("begin "+thread.getName());
    try{
    Thread.sleep(2000);
    }catch(Exception ex){
    ex.printStackTrace();
    }
    System.out.println("end "+thread.getName());
    }
     
    //同步方式二:同步代码块
    static void method2(Thread thread){
    synchronized(SynTest.class) {
    System.out.println("begin "+thread.getName());
    try{
    Thread.sleep(2000);
    }catch(Exception ex){
    ex.printStackTrace();
    }
    System.out.println("end "+thread.getName());
    }
    }
     
     
    //同步方式三:使用同步对象锁
    private static Object _lock1=new Object();
    private static byte _lock2[]={};//据说,此锁更可提高性能。源于:锁的对象越小越好
    static void method3(Thread thread){
    synchronized(_lock1) {
    System.out.println("begin "+thread.getName());
    try{
    Thread.sleep(2000);
    }catch(Exception ex){
    ex.printStackTrace();
    }
    System.out.println("end "+thread.getName());
    }
    }
     
    public static void main(String[] args){
    //启动3个线程,这里用了匿名类
    for(int i=0;i<3;i++){
    new Thread(){
    public void run(){
    method(this);
    //method1(this);
    //method2(this);
    //method3(this);
    }
    }.start();
    }
    }
    }
     
     
     
     
     
     
    Demo2:
    package test.thread;
     
    import com.util.LogUtil;
     
     
    public class SynTest2 {
     
    public static void main(String[] args){
    Callme target=new Callme();
    Caller ob1=new Caller(target,"Hello");
    Caller ob2=new Caller(target,"Synchronized");
    Caller ob3=new Caller(target,"World");
    }
    }
     
    class Callme{
     
     
    synchronized void test(){
    LogUtil.log("测试是否是:一旦一个线程进入一个实例的任何同步方法,别的线程将不能
    进入该同一实例的其它同步方法,但是该实例的非同步方法仍然能够被调用");
    }
     
    void nonsynCall(String msg){
    LogUtil.log("["+msg);
    LogUtil.log("]");
    }
     
    synchronized void synCall(String msg){
    LogUtil.logPrint("["+msg);
    LogUtil.log("]");
    }
    }
     
    class Caller implements Runnable{
    String msg;
    Callme target;
    Thread t;
     
    Caller(Callme target,String msg){
    this.target=target;
    this.msg=msg;
    t=new Thread(this);
    t.start();
    }
     
    public void run() {
    // TODO Auto-generated method stub
    //target.nonsynCall(msg);
    target.synCall(msg);
    target.test();
    }
     
     
    }

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    多线程和异步操作的异同  多线程和异步操作两者都可以达到避免调用线程阻塞的目的,从而提高软件的可响应性。甚至有些时候我们就认为多线程和异步操作是等同的概念。但是,多线程和异步操作还是有一些区别的。而...

    多线程和异步操作的异同

      多线程和异步操作两者都可以达到避免调用线程阻塞的目的,从而提高软件的可响应性。甚至有些时候我们就认为多线程和异步操作是等同的概念。但是,多线程和异步操作还是有一些区别的。而这些区别造成了使用多线程和异步操作的时机的区别。

      异步操作的本质

      所有的程序最终都会由计算机硬件来执行,所以为了更好的理解异步操作的本质,我们有必要了解一下它的硬件基础。 熟悉电脑硬件的朋友肯定对DMA这个词不陌生,硬盘、光驱的技术规格中都有明确DMA的模式指标,其实网卡、声卡、显卡也是有DMA功能的。DMA就是直接内存访问的意思,也就是说,拥有DMA功能的硬件在和内存进行数据交换的时候可以不消耗CPU资源。只要CPU在发起数据传输时发送一个指令,硬件就开始自己和内存交换数据,在传输完成之后硬件会触发一个中断来通知操作完成。这些无须消耗CPU时间的I/O操作正是异步操作的硬件基础。所以即使在DOS这样的单进程(而且无线程概念)系统中也同样可以发起异步的DMA操作。

      线程的本质
      线程不是一个计算机硬件的功能,而是操作系统提供的一种逻辑功能,线程本质上是进程中一段并发运行的代码,所以线程需要操作系统投入CPU资源来运行和调度。

      异步操作的优缺点

      因为异步操作无须额外的线程负担,并且使用回调的方式进行处理,在设计良好的情况下,处理函数可以不必使用共享变量(即使无法完全不用,最起码可以减少共享变量的数量),减少了死锁的可能。当然异步操作也并非完美无暇。编写异步操作的复杂程度较高,程序主要使用回调方式进行处理,与普通人的思维方式有些初入,而且难以调试。

      多线程的优缺点
      多线程的优点很明显,线程中的处理程序依然是顺序执行,符合普通人的思维习惯,所以编程简单。但是多线程的缺点也同样明显,线程的使用(滥用)会给系统带来上下文切换的额外负担。并且线程间的共享变量可能造成死锁的出现。

      适用范围

      在了解了线程与异步操作各自的优缺点之后,我们可以来探讨一下线程和异步的合理用途。我认为:当需要执行I/O操作时,使用异步操作比使用线程+同步I/O操作更合适。I/O操作不仅包括了直接的文件、网络的读写,还包括数据库操作、Web Service、HttpRequest以及.Net Remoting等跨进程的调用。
      而线程的适用范围则是那种需要长时间CPU运算的场合,例如耗时较长的图形处理和算法执行。但是往往由于使用线程编程的简单和符合习惯,所以很多朋友往往会使用线程来执行耗时较长的I/O操作。这样在只有少数几个并发操作的时候还无伤大雅,如果需要处理大量的并发操作时就不合适了。

     

    线程同步与异步区别

    线程同步是多个线程同时访问同一资源,等待资源访问结束,浪费时间,效率低    线程异步:访问资源时在空闲等待时同时访问其他资源,实现多线程机制

    异步处理就是,你现在问我问题,我可以不回答你,等我用时间了再处理你这个问题.同步不就反之了,同步信息被立即处理 -- 直到信息处理完成才返回消息句柄;异步信息收到后将在后台处理一段时间 -- 而早在信息处理结束前就返回消息句柄

    展开全文
  • iOS 多线程 同步和异步 串行并行

    千次阅读 2018-07-06 18:58:38
    iOS中我们常使用dispatch_queueNSOperationQueue来实现多线程。而串行并行、同步和异步,这四个词同时出现的地方是dispatch_queue。NSOperationQueue贴心的隐藏了这些东西,已经不需要我们来操心了。所以下面会...

        iOS中我们常使用dispatch_queue和NSOperationQueue来实现多线程。而串行和并行、同步和异步,这四个词同时出现的地方是dispatch_queue。NSOperationQueue贴心的隐藏了这些东西,已经不需要我们来操心了。所以下面会使用dispatch_queue来展开。

        线程,线程是程序执行流的最小单元。

     

        串行队列,后一个任务等待前一任务结束后再执行,按添加顺序一个一个执行。

        并行队列,后一个任务不会等待前一个任务,不等前一个任务完成就会分配新任务。

        串行和并行,这里对应的是队列的概念。队列负责管理多个任务,队列拥有一个线程池,池子里有一个或者多个线程,它按要求将每个任务调度到某一个线程执行。

        抛开同步异步,首先来创建一个队列 dispatch_queue_t ,DISPATCH_QUEUE_SERIAL、DISPATCH_QUEUE_CONCURRENT分别对应串行和并行

        dispatch_queue_t serialQueue = dispatch_queue_create("my.serialQueue", DISPATCH_QUEUE_SERIAL);
        dispatch_queue_t concurrentQueue = dispatch_queue_create("my.concurrentQueue", DISPATCH_QUEUE_CONCURRENT);

        然后再来说一下dispatch_syncdispatch_async。同步和异步在这里是线程概念,同步不会创建新的线程,会阻塞当前的线程在这个线程里执行任务。而异步则不会阻塞当前线程,会选择在恰当的时机在当前线程或者另开线程执行任务(看系统如何调度),开始任务和完成任务时间是不确定的。
       

    在ViewDidLoad里加添加代码run

    首先看到viewDidLoad是mainQueue来调度来的任务,而mainQueue是串行的(serial)。

    这里不能使用dispatch_sync(main,^{});串行队列同步任务中(向同一个串行队列添加同步任务),进行中的任务等待添加任务完成,添加的任务等待上一个任务完成,因为相互等待死循环。在currentQueue中谨慎使用dispatch_sync;

           

    2018-07-06 17:04:19.093719+0800 test[23549:749696] 1
    2018-07-06 17:04:44.473137+0800 test[23549:749696] 1sync <NSThread: 0x60c000073400>{number = 1, name = main}
    2018-07-06 17:04:44.473316+0800 test[23549:749696] 2
    2018-07-06 17:04:44.473441+0800 test[23549:749696] 3
    2018-07-06 17:05:11.883097+0800 test[23549:749696] 3sync <NSThread: 0x60c000073400>{number = 1, name = main}
    2018-07-06 17:05:14.271792+0800 test[23549:749696] 4

    因为是同步,任务都被分配到了主线程,同步任务会阻塞当前线程,所以顺序一定是1234。

    再把serialQueue换成concurrentQueue,依然用sync同步,得到的结果是1234。同步只会在当前线程(只有一个线程)同时阻塞线程,并行队列失去意义,结果和串行队列一样都是一个一个顺序执行。  

    上述代码,我们将sync换成async异步,依然是serialQueue串行队列。得到结果2413、2143、1234串行队列,一个一个执行,那么1肯定在3前面。而异步操作不会阻塞线程,1、3和2、4之间的位置是不确定的;另外补充,串行异步情况下,串行一个一个执行,那么异步一次分配一个线程就足够了(队列可以把任务提交到不同的线程,但串行同时存在的只有一个任务也就是一个线程)。

    上述代码,换成异步并行

    可见因为异步,1、3分别被分配到了线程thread 5、4中执行,(具体分配到哪个线程是不确定的)。

    得到结果可能是13,也可能是31,因为是并行队列,不会等待上一个任务完成,异步的执行又是不确定时间的,所以1和3的顺序是不确定的。    

     

     

    展开全文
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    Android多线程同步异步方法总结 //实现网络传输,要求:【线程同步转异步】在子线程完成数据上报,当前调用线程必须等待"子线程"返回的结果后,才继续向下执行,返回 response byte数组。 一、归纳...
  • 线程同步异步

    千次阅读 2018-08-29 11:50:32
    线程同步异步 线程 同步 (synchronized) 异步 (asynchronized) 特点 A线程要请求某个资源,但是此资源正在被B线程使用中,因为同步机制存在,A线程请求不到,怎么办,A线程只能等待下去 A线程要请求...
  •  线程异步:访问资源时在空闲等待时同时访问其他资源,实现多线程机制,并行执行任务 1.2.3模式  使用GCD的主队列.使用NSOperationQueue,把最大线程数(并发)设为1 1.1.1 2.OC中是所有对象间的交互是如何...
  • 同步和异步、单线程和多线程

    千次阅读 2019-05-29 12:20:52
    之前一直混淆同步和线程之间的概念今就这几个概念谈一下自己的理解 1、同步(Sync) 先说一下概念:所谓同步,就是发出一个功能调用时,在没有得到结果之前,该调用就不返回或继续执行后续操作。 我理解是:...
  • 什么是线程同步和线程异步

    千次阅读 2019-05-31 13:41:39
    1、什么是线程同步和线程异步 线程同步:是多个线程同时访问同一资源,等待资源访问结束,浪费时间,效率不高 线程异步:访问资源时,如果有空闲时间,则可在空闲等待同时访问其他资源,实现多线程机制 异步处理...
  • C# 在vs2008下完美运行,通过AutoResetEvent,根据两个线程的运行时间,选择线程跟随或是线程交替,达到线程同步或是异步的目的。
  • 上次已经为大家介绍过java多线程同步异步,为大家详细分析了这两者的基本概念,今天再来详细的解析一下这两者之间的区别,并且它们的表现也是不同的,一起来了解一下吧。首先,他们最大的区别是,同步需要等待,...

空空如也

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多线程同步和异步

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