【java】java实现同步方式

【java】java实现同步方式

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前言为何要使用同步?java实现同步的五种方式:

1.同步方法:2. 同步代码块3.使用特殊域变量(volatile)实现线程同步4.使用重入锁实现线程同步5.使用局部变量实现线程同步

前言

为何要使用同步?

避免多线程数据不一致,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,不被其他线程的调用,从而保证了该变量的唯一性和准确性。

java实现同步的五种方式:

使用sychronized关键字修饰的同步方法;

使用sychronized关键字修饰的代码块

使用特殊域变量(volatile)成员变量

使用重入锁reentrantLock,该锁有lock,和unlock方法

使用局部变量,用threadLoacl管理变量

注:使用sychronized属于重量级的同步方式,volatile是轻量级的

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.lm.thread;

/**线程同步的运用*/

public class SynchronizedThread {

class Bank {

private int account = 100;

public int getAccount() {

return account;

}

/*** 用同步方法实现*/

public synchronized void save(int money) {

account += money;

}

/** * 用同步代码块实现 */

public void save1(int money) {

synchronized (this) {

account += money;

}

}

}

class NewThread implements Runnable {

private Bank bank;

public NewThread(Bank bank) {

this.bank = bank;

}

@Override

public void run() {

for (int i = 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 */

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) {

SynchronizedThread st = new SynchronizedThread();

st.useThread();

}

}

3.使用特殊域变量(volatile)实现线程同步

volatile关键字为域变量的访问提供了一种免锁机制, 属于轻量级同步策略

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,

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

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 ,保证可见性和禁止指令重排

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。

//只给出要修改的代码,其余代码与上同

class Bank {

//需要同步的变量加上volatile

private volatile int account = 100;

public int getAccount() {

return account;

}

//这里不再需要synchronized

public void save(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 ReentrantLock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 ;不加参数默认非公平锁。

例如:

//只给出要修改的代码,其余代码与上同

class Bank {

private int account = 100;

//需要声明这个锁

private Lock lock = new ReentrantLock();//无参数是非公平锁

public int getAccount() {

return account;

}

//这里不再需要synchronized

public void save(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

在上面例子基础上,修改后的代码为:

//只改Bank类,其余代码与上同

public class Bank{

//使用ThreadLocal类管理共享变量account

private static ThreadLocal account = new ThreadLocal(){

@Override

protected Integer initialValue(){

return 100;

}

};

public void save(int money){

account.set(account.get()+money);

}

public int getAccount(){

return account.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

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