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java线程同步代码 java线程同步机制
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浅谈Java多线程的同步问题
多线程的同步依靠的是对象锁机制 synchronized关键字的背后就是利用了封锁来实现对共享资源的互斥访问
下面以一个简单的实例来进行对比分析 实例要完成的工作非常简单 就是创建 个线程 每个线程都打印从 到 这 个数字 我们希望线程之间不会出现交叉乱序打印 而是顺序地打印
先来看第一段代码 这里我们在run()方法中加入了synchronized关键字 希望能对run方法进行互斥访问 但结果并不如我们希望那样 这是因为这里synchronized锁住的是this对象 即当前运行线程对象本身 代码中创建了 个线程 而每个线程都持有this对象的对象锁 这不能实现线程的同步
代码 package vista; class MyThread implements java lang Runnable { private int threadId;
public MyThread(int id) { this threadId = id; }
@Override public synchronized void run() { for (int i = ; i ; ++i) { System out println( Thread ID: + this threadId + : + i); } } }
public class ThreadDemo { /** * @param args * @throws InterruptedException */ public static void main(String[] args) throws InterruptedException { for (int i = ; i ; ++i) { new Thread(new MyThread(i)) start(); Thread sleep( ); } } }
从上述代码段可以得知 要想实现线程的同步 则这些线程必须去竞争一个唯一的共享的对象锁
基于这种思想 我们将第一段代码修改如下所示 在创建启动线程之前 先创建一个线程之间竞争使用的Object对象 然后将这个Object对象的引用传递给每一个线程对象的lock成员变量 这样一来 每个线程的lock成员都指向同一个Object对象 我们在run方法中 对lock对象使用synchronzied块进行局部封锁 这样就可以让线程去竞争这个唯一的共享的对象锁 从而实现同步
代码 package vista;
class MyThread implements java lang Runnable { private int threadId; private Object lock;
public MyThread(int id Object obj) { this threadId = id; this lock = obj; }
@Override public void run() { synchronized (lock) { for (int i = ; i ; ++i) { System out println( Thread ID: + this threadId + : + i); } } } }
public class ThreadDemo { /** * @param args * @throws InterruptedException */ public static void main(String[] args) throws InterruptedException { Object obj = new Object(); for (int i = ; i ; ++i) { new Thread(new MyThread(i obj)) start(); Thread sleep( ); } } }
从第二段代码可知 同步的关键是多个线程对象竞争同一个共享资源即可 上面的代码中是通过外部创建共享资源 然后传递到线程中来实现 我们也可以利用类成员变量被所有类的实例所共享这一特性 因此可以将lock用静态成员对象来实现 代码如下所示
代码 package vista;
class MyThread implements java lang Runnable { private int threadId; private static Object lock = new Object();
public MyThread(int id) { this threadId = id; }
@Override public void run() { synchronized (lock) { for (int i = ; i ; ++i) { System out println( Thread ID: + this threadId + : + i); } } } }
public class ThreadDemo { /** * @param args * @throws InterruptedException */ public static void main(String[] args) throws InterruptedException { for (int i = ; i ; ++i) { new Thread(new MyThread(i)) start(); Thread sleep( ); } } }
再来看第一段代码 实例方法中加入sychronized关键字封锁的是this对象本身 而在静态方法中加入sychronized关键字封锁的就是类本身 静态方法是所有类实例对象所共享的 因此线程对象在访问此静态方法时是互斥访问的 从而可以实现线程的同步 代码如下所示
代码 package vista;
class MyThread implements java lang Runnable { private int threadId;
public MyThread(int id) { this threadId = id; }
@Override public void run() { taskHandler(this threadId); }
private static synchronized void taskHandler(int threadId) { for (int i = ; i ; ++i) { System out println( Thread ID: + threadId + : + i); } } }
lishixinzhi/Article/program/Java/gj/201311/27441
相关问答
Q1: java多线程解决同步问题的几种方式，原理和代码
在Java中一共有四种方法支持同步java线程同步代码，其中前三个是同步方法，一个是管道方法。管道方法不建议使用。
wait()/notify()方法
await()/signal()方法
BlockingQueue阻塞队列方法
PipedInputStream/PipedOutputStream
阻塞队列的一个简单实现java线程同步代码：
public class BlockingQueue {
private List queue = new LinkedList();
private int limit = 10;
public BlockingQueue(int limit){
this.limit = limit;
}
public synchronized void enqueue(Object item)throws InterruptedException {
while(this.queue.size() == this.limit) {
wait();
}
if(this.queue.size() == 0) {
notifyAll();
}
this.queue.add(item);
}
public synchronized Object dequeue() throws InterruptedException{
while(this.queue.size() == 0){
wait();
}
if(this.queue.size() == this.limit){
notifyAll();
}
return this.queue.remove(0);
}}
在enqueue和dequeue方法内部，只有队列的大小等于上限（limit）或者下限（0）时，才调用notifyAll方法。如果队列的大小既不等于上限，也不等于下限，任何线程调用enqueue或者dequeue方法时，都不会阻塞，都能够正常的往队列中添加或者移除元素。
wait()/notify()方法
生产者的主要作用是生成一定量的数据放到缓冲区中，然后重复此过程。与此同时，消费者也在缓冲区消耗这些数据。该问题的关键就是要保证生产者不会在缓冲区满时加入数据，消费者也不会在缓冲区中空时消耗数据。
要解决该问题，就必须让生产者在缓冲区满时休眠（要么干脆就放弃数据），等到下次消费者消耗缓冲区中的数据的时候，生产者才能被唤醒，开始往缓冲区添加数据。同样，也可以让消费者在缓冲区空时进入休眠，等到生产者往缓冲区添加数据之后，再唤醒消费者。
Q2: Java线程同步的方法
等待唤醒机制
wait():让线程等待。将线程存储到一个线程池中。
notify()：唤醒被等待的线程。通常都唤醒线程池中的第一个。让被唤醒的线程处于临时阻塞状态。
notifyAll(): 唤醒所有的等待线程。将线程池中的所有线程都唤醒，让它们从冻结状体转到临时阻塞状态.
这三个方法用于操作线程，可是定义在了Object类中，为什么呢？
因为，这三个方法在使用时，都需要定义在同步中，要明确这些方法所操作的线程所属于锁。
简单说。在A锁被wait的线程，只能被A锁的notify方法唤醒。
所以必须要表示wait notify方法所属的锁对象，而锁对象可以是任意的对象。
可以被任意的对象调用的方法肯定定义在Object类中。
注意：等待唤醒机制，通常都用在同步中，因为需要锁的支持。
而且必须要明确wait notify 所作用的锁对象。
JDK1.5后的锁
在jdk1.5版本之后，
出现了一些新的特性，将原理的线程进行了改良。
在java.util.concurrent.locks包中提供了一个接口Lock。替代了synchronized。
synchronized。使用的是锁操作是隐式的。
Lock接口，使用的锁操作是显示的。
由两个方法来完成：
lock():获取锁。
unlock():释放锁。
还有一个对象，Condition.
该对象的出现替代了Object中的wait notify notifyAll这些操作监视器的方法。
替代后的方式：await signal signalAll.
Q3: Java 线程同步几种方式
（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。
（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
（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
（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。
（5）使用局部变量实现线程同步
Q4: JAVA中线程同步方法有哪些
JAVA中线程同步方法一般有以下三种：
1 wait方法：
该方法属于Object的方法，wait方法的作用是使得当前调用wait方法所在部分（代码块）的线程停止执行，并释放当前获得的调用wait所在的代码块的锁，并在其他线程调用notify或者notifyAll方法时恢复到竞争锁状态（一旦获得锁就恢复执行）。
调用wait方法需要注意几点：
第一点：wait被调用的时候必须在拥有锁（即synchronized修饰的）的代码块中。
第二点：恢复执行后，从wait的下一条语句开始执行，因而wait方法总是应当在while循环中调用，以免出现恢复执行后继续执行的条件不满足却继续执行的情况。
第三点：若wait方法参数中带时间，则除了notify和notifyAll被调用能激活处于wait状态（等待状态）的线程进入锁竞争外，在其他线程中interrupt它或者参数时间到了之后，该线程也将被激活到竞争状态。
第四点：wait方法被调用的线程必须获得之前执行到wait时释放掉的锁重新获得才能够恢复执行。
2 notify方法和notifyAll方法：
notify方法通知调用了wait方法，但是尚未激活的一个线程进入线程调度队列（即进入锁竞争），注意不是立即执行。并且具体是哪一个线程不能保证。另外一点就是被唤醒的这个线程一定是在等待wait所释放的锁。
notifyAll方法则唤醒所有调用了wait方法，尚未激活的进程进入竞争队列。
3 synchronized关键字：
第一点：synchronized用来标识一个普通方法时，表示一个线程要执行该方法，必须取得该方法所在的对象的锁。
第二点：synchronized用来标识一个静态方法时，表示一个线程要执行该方法，必须获得该方法所在的类的类锁。
第三点：synchronized修饰一个代码块。类似这样：synchronized(obj) { //code.... }。表示一个线程要执行该代码块，必须获得obj的锁。这样做的目的是减小锁的粒度，保证当不同块所需的锁不冲突时不用对整个对象加锁。利用零长度的byte数组对象做obj非常经济。
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