java多线程之线程同步七种方式代码示例
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:
publicsynchronizedvoidsave(){}
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:
packagecom.xhj.thread; /** *线程同步的运用 * *@authorXIEHEJUN * */ publicclassSynchronizedThread{ classBank{ privateintaccount=100; publicintgetAccount(){ returnaccount; } /** *用同步方法实现 * *@parammoney */ publicsynchronizedvoidsave(intmoney){ account+=money; } /** *用同步代码块实现 * *@parammoney */ publicvoidsave1(intmoney){ synchronized(this){ account+=money; } } } classNewThreadimplementsRunnable{ privateBankbank; publicNewThread(Bankbank){ this.bank=bank; } @Override publicvoidrun(){ for(inti=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 */ publicvoiduseThread(){ Bankbank=newBank(); NewThreadnew_thread=newNewThread(bank); System.out.println("线程1"); Threadthread1=newThread(new_thread); thread1.start(); System.out.println("线程2"); Threadthread2=newThread(new_thread); thread2.start(); } publicstaticvoidmain(String[]args){ SynchronizedThreadst=newSynchronizedThread(); 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:
//只给出要修改的代码,其余代码与上同 classBank{ //需要同步的变量加上volatile privatevolatileintaccount=100; publicintgetAccount(){ returnaccount; } //这里不再需要synchronized publicvoidsave(intmoney){ 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:
代码实例:
//只给出要修改的代码,其余代码与上同 classBank{ privateintaccount=100; //需要声明这个锁 privateLocklock=newReentrantLock(); publicintgetAccount(){ returnaccount; } //这里不再需要synchronized publicvoidsave(intmoney){ 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(Tvalue):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 publicclassBank{ //使用ThreadLocal类管理共享变量account privatestaticThreadLocalaccount=newThreadLocal (){ @Override protectedIntegerinitialValue(){ return100; } }; publicvoidsave(intmoney){ account.set(account.get()+money); } publicintgetAccount(){ returnaccount.get(); } }
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
6.使用阻塞队列实现线程同步
前面5种同步方式都是在底层实现的线程同步,但是我们在实际开发当中,应当尽量远离底层结构。
使用javaSE5.0版本中新增的java.util.concurrent包将有助于简化开发。
本小节主要是使用LinkedBlockingQueue
LinkedBlockingQueue
队列是先进先出的顺序(FIFO),关于队列以后会详细讲解~
LinkedBlockingQueue类常用方法
LinkedBlockingQueue():创建一个容量为Integer.MAX_VALUE的LinkedBlockingQueue
put(Ee):在队尾添加一个元素,如果队列满则阻塞
size():返回队列中的元素个数
take():移除并返回队头元素,如果队列空则阻塞
代码实例:
实现商家生产商品和买卖商品的同步
packagecom.xhj.thread; importjava.util.Random; importjava.util.concurrent.LinkedBlockingQueue; /** *用阻塞队列实现线程同步LinkedBlockingQueue的使用 * *@authorXIEHEJUN * */ publicclassBlockingSynchronizedThread{ /** *定义一个阻塞队列用来存储生产出来的商品 */ privateLinkedBlockingQueuequeue=newLinkedBlockingQueue (); /** *定义生产商品个数 */ privatestaticfinalintsize=10; /** *定义启动线程的标志,为0时,启动生产商品的线程;为1时,启动消费商品的线程 */ privateintflag=0; privateclassLinkBlockThreadimplementsRunnable{ @Override publicvoidrun(){ intnew_flag=flag++; System.out.println("启动线程"+new_flag); if(new_flag==0){ for(inti=0;i 注:BlockingQueue
定义了阻塞队列的常用方法,尤其是三种添加元素的方法,我们要多加注意,当队列满时:
add()方法会抛出异常
offer()方法返回false
put()方法会阻塞
7.使用原子变量实现线程同步
需要使用线程同步的根本原因在于对普通变量的操作不是原子的。
那么什么是原子操作呢?
原子操作就是指将读取变量值、修改变量值、保存变量值看成一个整体来操作
即-这几种行为要么同时完成,要么都不完成。
在java的util.concurrent.atomic包中提供了创建了原子类型变量的工具类,使用该类可以简化线程同步。
其中AtomicInteger表可以用原子方式更新int的值,可用在应用程序中(如以原子方式增加的计数器),
但不能用于替换Integer;可扩展Number,允许那些处理机遇数字类的工具和实用工具进行统一访问。
AtomicInteger类常用方法:
AtomicInteger(intinitialValue):创建具有给定初始值的新的AtomicInteger
addAddGet(intdalta):以原子方式将给定值与当前值相加
get():获取当前值
代码实例:
只改Bank类,其余代码与上面第一个例子同
classBank{ privateAtomicIntegeraccount=newAtomicInteger(100); publicAtomicIntegergetAccount(){ returnaccount; } publicvoidsave(intmoney){ account.addAndGet(money); } }补充--原子操作主要有:
对于引用变量和大多数原始变量(long和double除外)的读写操作;
对于所有使用volatile修饰的变量(包括long和double)的读写操作。代码的世界里,你就是上帝。
总结
以上就是本文关于java多线程之线程同步七种方式代码示例的全部内容,希望对大家有所帮助。感兴趣的朋友可以继续参阅本站:Java多线程饥饿与公平介绍及代码示例、Java编程之多线程死锁与线程间通信简单实现代码、Java多线程阻塞与唤醒代码示例等,有什么问题可以随时留言,小编会及时回复大家的。感谢朋友们对本站的支持!