java線程同步(7種方式)講解

1、關于線程同步(7種方式)為何要使用同步？ java允許多線程并發(fā)控制，當多個線程同時操作一個可共享的資源變量時（如數據的增刪改查）， 將會導致數據不準確，相互之間產生沖突，因此加入同步鎖以避免在該線程沒有完成操作之前，被其他線程的調用， 從而保證了該變量的唯一性和準確性。1.同步方法 即有synchronized關鍵字修飾的方法。 由于java的每個對象都有一個內置鎖，當用此關鍵字修飾方法時， 內置鎖會保護整個方法。在調用該方法前，需要獲得內置鎖，否則就處于阻塞狀態(tài)。 代碼如： public synchronized void save()注： synchronized關鍵字也可以修飾靜態(tài)方法

2、，此時如果調用該靜態(tài)方法，將會鎖住整個類2.同步代碼塊 即有synchronized關鍵字修飾的語句塊。 被該關鍵字修飾的語句塊會自動被加上內置鎖，從而實現同步 代碼如： synchronized(object) 注：同步是一種高開銷的操作，因此應該盡量減少同步的內容。 通常沒有必要同步整個方法，使用synchronized代碼塊同步關鍵代碼即可。 代碼實例：package com.xhj.thread;/* 線程同步的運用* author XIEHEJUN*/public class SynchronizedThread class Bank private int account = 10

3、0;public int getAccount() return account;/* 用同步方法實現* param money*/public synchronized void save(int money) account += money;/* 用同步代碼塊實現* param money*/public void save1(int money) synchronized (this) account += money;class NewThread implements Runnable private Bank bank;public NewThread(Bank bank) th

4、is.bank = bank;Overridepublic void run() for (int i = 0; i 10; i+) / bank.save1(10);bank.save(10);System.out.println(i + 賬戶余額為： + bank.getAccount();/* 建立線程，調用內部類*/public void useThread() Bank bank = new Bank();NewThread new_thread = new NewThread(bank);System.out.println(線程1);Thread thread1 = new Th

5、read(new_thread);thread1.start();System.out.println(線程2);Thread thread2 = new Thread(new_thread);thread2.start();public static void main(String args) SynchronizedThread st = new SynchronizedThread();st.useThread();3.使用特殊域變量(volatile)實現線程同步 a.volatile關鍵字為域變量的訪問提供了一種免鎖機制， b.使用volatile修飾域相當于告訴虛擬機該域可能會被

6、其他線程更新， c.因此每次使用該域就要重新計算，而不是使用寄存器中的值 d.volatile不會提供任何原子操作，它也不能用來修飾final類型的變量 例如： 在上面的例子當中，只需在account前面加上volatile修飾，即可實現線程同步。 代碼實例：/只給出要修改的代碼，其余代碼與上同class Bank /需要同步的變量加上volatileprivate volatile int account = 100;public int getAccount() return account;/這里不再需要synchronizedpublic void save(int money) ac

7、count += money;注：多線程中的非同步問題主要出現在對域的讀寫上，如果讓域自身避免這個問題，則就不需要修改操作該域的方法。 用final域，有鎖保護的域和volatile域可以避免非同步的問題。4.使用重入鎖實現線程同步 在JavaSE5.0中新增了一個java.util.concurrent包來支持同步。 ReentrantLock類是可重入、互斥、實現了Lock接口的鎖， 它與使用synchronized方法和快具有相同的基本行為和語義，并且擴展了其能力 ReenreantLock類的常用方法有： ReentrantLock() : 創(chuàng)建一個ReentrantLock實例 lo

8、ck() : 獲得鎖 unlock() : 釋放鎖 注：ReentrantLock()還有一個可以創(chuàng)建公平鎖的構造方法，但由于能大幅度降低程序運行效率，不推薦使用 例如： 在上面例子的基礎上，改寫后的代碼為: 代碼實例：/只給出要修改的代碼，其余代碼與上同class Bank private int account = 100;/需要聲明這個鎖private Lock lock = new ReentrantLock();public int getAccount() return account;/這里不再需要synchronizedpublic void save(int money) l

9、ock.lock();tryaccount += money;finallylock.unlock(); 注：關于Lock對象和synchronized關鍵字的選擇： a.最好兩個都不用，使用一種java.util.concurrent包提供的機制， 能夠幫助用戶處理所有與鎖相關的代碼。 b.如果synchronized關鍵字能滿足用戶的需求，就用synchronized，因為它能簡化代碼 c.如果需要更高級的功能，就用ReentrantLock類，此時要注意及時釋放鎖，否則會出現死鎖，通常在finally代碼釋放鎖5.使用局部變量實現線程同步 如果使用ThreadLocal管理變量，則每一個

10、使用該變量的線程都獲得該變量的副本， 副本之間相互獨立，這樣每一個線程都可以隨意修改自己的變量副本，而不會對其他線程產生影響。 ThreadLocal 類的常用方法 ThreadLocal() : 創(chuàng)建一個線程本地變量 get() : 返回此線程局部變量的當前線程副本中的值 initialValue() : 返回此線程局部變量的當前線程的初始值 set(T value) : 將此線程局部變量的當前線程副本中的值設置為value 例如： 在上面例子基礎上，修改后的代碼為： 代碼實例：/只改Bank類，其余代碼與上同public class Bank/使用ThreadLocal類管理共享變量acc

11、ountprivate static ThreadLocal account = new ThreadLocal()Overrideprotected Integer initialValue()return 100;public void save(int money)account.set(account.get()+money);public int getAccount()return account.get(); 注：ThreadLocal與同步機制 a.ThreadLocal與同步機制都是為了解決多線程中相同變量的訪問沖突問題。 b.前者采用以空間換時間的方法，后者采用以時間換空間

12、的方式6.使用阻塞隊列實現線程同步 前面5種同步方式都是在底層實現的線程同步，但是我們在實際開發(fā)當中，應當盡量遠離底層結構。 使用javaSE5.0版本中新增的java.util.concurrent包將有助于簡化開發(fā)。 本小節(jié)主要是使用LinkedBlockingQueue來實現線程的同步 LinkedBlockingQueue是一個基于已連接節(jié)點的，范圍任意的blocking queue。 隊列是先進先出的順序（FIFO），關于隊列以后會詳細講解public classLinkedBlockingQueueextendsAbstractQueueimplementsBlockingQueu

13、e,Serializable一個基于已鏈接節(jié)點的、范圍任意的blocking queue。此隊列按FIFO（先進先出）排序元素。隊列的頭部是在隊列中時間最長的元素。隊列的尾部是在隊列中時間最短的元素。新元素插入到隊列的尾部，并且隊列獲取操作會獲得位于隊列頭部的元素。鏈接隊列的吞吐量通常要高于基于數組的隊列，但是在大多數并發(fā)應用程序中，其可預知的性能要低。LinkedBlockingQueue 類常用方法 LinkedBlockingQueue() : 創(chuàng)建一個容量為Integer.MAX_VALUE的LinkedBlockingQueue put(E e) : 在隊尾添加一個元素，如果隊列滿則

14、阻塞 size() : 返回隊列中的元素個數 take() : 移除并返回隊頭元素，如果隊列空則阻塞代碼實例： 實現商家生產商品和買賣商品的同步1package com.xhj.thread;import java.util.Random;import java.util.concurrent.LinkedBlockingQueue;/* 用阻塞隊列實現線程同步 LinkedBlockingQueue的使用* author XIEHEJUN*/public class BlockingSynchronizedThread /* 定義一個阻塞隊列用來存儲生產出來的商品*/private Link

15、edBlockingQueue queue = new LinkedBlockingQueue();/* 定義生產商品個數*/private static final int size = 10;/* 定義啟動線程的標志，為0時，啟動生產商品的線程；為1時，啟動消費商品的線程*/private int flag = 0;private class LinkBlockThread implements Runnable Overridepublic void run() int new_flag = flag+;System.out.println(啟動線程 + new_flag);if (ne

16、w_flag = 0) for (int i = 0; i size; i+) int b = new Random().nextInt(255);System.out.println(生產商品： + b + 號);try queue.put(b); catch (InterruptedException e) / TODO Auto-generated catch blocke.printStackTrace();System.out.println(倉庫中還有商品： + queue.size() + 個);try Thread.sleep(100); catch (InterruptedE

17、xception e) / TODO Auto-generated catch blocke.printStackTrace(); else for (int i = 0; i size / 2; i+) try int n = queue.take();System.out.println(消費者買去了 + n + 號商品); catch (InterruptedException e) / TODO Auto-generated catch blocke.printStackTrace();System.out.println(倉庫中還有商品： + queue.size() + 個);tr

18、y Thread.sleep(100); catch (Exception e) / TODO: handle exceptionpublic static void main(String args) BlockingSynchronizedThread bst = new BlockingSynchronizedThread();LinkBlockThread lbt = bst.new LinkBlockThread();Thread thread1 = new Thread(lbt);Thread thread2 = new Thread(lbt);thread1.start();th

19、read2.start();注：BlockingQueue定義了阻塞隊列的常用方法，尤其是三種添加元素的方法，我們要多加注意，當隊列滿時：add()方法會拋出異常offer()方法返回falseput()方法會阻塞7.使用原子變量實現線程同步需要使用線程同步的根本原因在于對普通變量的操作不是原子的。那么什么是原子操作呢？原子操作就是指將讀取變量值、修改變量值、保存變量值看成一個整體來操作即-這幾種行為要么同時完成，要么都不完成。在java的util.concurrent.atomic包中提供了創(chuàng)建了原子類型變量的工具類，使用該類可以簡化線程同步。其中AtomicInteger表可以用原子方式更

20、新int的值，可用在應用程序中(如以原子方式增加的計數器)，但不能用于替換Integer；可擴展Number，允許那些處理機遇數字類的工具和實用工具進行統(tǒng)一訪問。AtomicInteger類常用方法：AtomicInteger(int initialValue) : 創(chuàng)建具有給定初始值的新的AtomicIntegeraddAddGet(int dalta) : 以原子方式將給定值與當前值相加get() : 獲取當前值代碼實例：只改Bank類，其余代碼與上面第一個例子同class Bank private AtomicInteger account = new AtomicInteger(100

21、);public AtomicInteger getAccount() return account;public void save(int money) account.addAndGet(money);補充-原子操作主要有：對于引用變量和大多數原始變量(long和double除外)的讀寫操作；對于所有使用volatile修飾的變量(包括long和double)的讀寫操作。知識重在總結和梳理，只有不斷地去學習并運用，才能化為自己的東西。一、引言前幾天面試，被大師虐殘了，好多基礎知識必須得重新拿起來啊。閑話不多說，進入正題。二、為什么要線程同步因為當我們有多個線程要同時訪問一個變量或對象時，

22、如果這些線程中既有讀又有寫操作時，就會導致變量值或對象的狀態(tài)出現混亂，從而導致程序異常。舉個例子，如果一個銀行賬戶同時被兩個線程操作，一個取100塊，一個存錢100塊。假設賬戶原本有0塊，如果取錢線程和存錢線程同時發(fā)生，會出現什么結果呢？取錢不成功，賬戶余額是100.取錢成功了，賬戶余額是0.那到底是哪個呢？很難說清楚。因此多線程同步就是要解決這個問題。三、不同步時的代碼packagethreadTest;/*authorww*/publicclassBankprivateintcount=0;/賬戶余額/存錢publicvoidaddMoney(intmoney)count+=money;S

23、ystem.out.println(System.currentTimeMillis()+存進：+money);/取錢publicvoidsubMoney(intmoney)if(count-money0)System.out.println(余額不足);return;count-=money;System.out.println(+System.currentTimeMillis()+取出：+money);/查詢publicvoidlookMoney()System.out.println(賬戶余額：+count);packagethreadTest;publicclassSyncThrea

24、dTestpublicstaticvoidmain(Stringargs)finalBankbank=newBank();Threadtadd=newThread(newRunnable()Overridepublicvoidrun()/TODOAuto-generatedmethodstubwhile(true)tryThread.sleep(1000);catch(InterruptedExceptione)/TODOAuto-generatedcatchblocke.printStackTrace();bank.addMoney(100);bank.lookMoney();System.

25、out.println(n););Threadtsub=newThread(newRunnable()Overridepublicvoidrun()/TODOAuto-generatedmethodstubwhile(true)bank.subMoney(100);bank.lookMoney();System.out.println(n);tryThread.sleep(1000);catch(InterruptedExceptione)/TODOAuto-generatedcatchblocke.printStackTrace(););tsub.start();tadd.start();四

26、、使用同步時的代碼（1）同步方法：即有synchronized關鍵字修飾的方法。由于java的每個對象都有一個內置鎖，當用此關鍵字修飾方法時，內置鎖會保護整個方法。在調用該方法前，需要獲得內置鎖，否則就處于阻塞狀態(tài)。修改后的Bank.javapackagethreadTest;/*authorww*/publicclassBankprivateintcount=0;/賬戶余額/存錢publicsynchronizedvoidaddMoney(intmoney)count+=money;System.out.println(System.currentTimeMillis()+存進：+money

27、);/取錢publicsynchronizedvoidsubMoney(intmoney)if(count-money0)System.out.println(余額不足);return;count-=money;System.out.println(+System.currentTimeMillis()+取出：+money);/查詢publicvoidlookMoney()System.out.println(賬戶余額：+count);瞬間感覺可以理解了吧。注： synchronized關鍵字也可以修飾靜態(tài)方法，此時如果調用該靜態(tài)方法，將會鎖住整個類（2）同步代碼塊即有synchronized

28、關鍵字修飾的語句塊。被該關鍵字修飾的語句塊會自動被加上內置鎖，從而實現同步Bank.java代碼如下：packagethreadTest;/*authorww*/publicclassBankprivateintcount=0;/賬戶余額/存錢publicvoidaddMoney(intmoney)synchronized(this)count+=money;System.out.println(System.currentTimeMillis()+存進：+money);/取錢publicvoidsubMoney(intmoney)synchronized(this)if(count-mone

29、y0)System.out.println(余額不足);return;count-=money;System.out.println(+System.currentTimeMillis()+取出：+money);/查詢publicvoidlookMoney()System.out.println(賬戶余額：+count);效果和方法一差不多。注：同步是一種高開銷的操作，因此應該盡量減少同步的內容。通常沒有必要同步整個方法，使用synchronized代碼塊同步關鍵代碼即可。（3）使用特殊域變量(volatile)實現線程同步 a.volatile關鍵字為域變量的訪問提供了一種免鎖機制 b.使用

30、volatile修飾域相當于告訴虛擬機該域可能會被其他線程更新 c.因此每次使用該域就要重新計算，而不是使用寄存器中的值 d.volatile不會提供任何原子操作，它也不能用來修飾final類型的變量packagethreadTest;/*authorww*/publicclassBankprivatevolatileintcount=0;/賬戶余額/存錢publicvoidaddMoney(intmoney)count+=money;System.out.println(System.currentTimeMillis()+存進：+money);/取錢publicvoidsubMoney(i

31、ntmoney)if(count-money0)System.out.println(余額不足);return;count-=money;System.out.println(+System.currentTimeMillis()+取出：+money);/查詢publicvoidlookMoney()System.out.println(賬戶余額：+count);是不是又看不懂了，又亂了。這是為什么呢？就是因為volatile不能保證原子操作導致的，因此volatile不能代替synchronized。此外volatile會組織編譯器對代碼優(yōu)化，因此能不使用它就不適用它吧。它的原理是每次要線程

32、要訪問volatile修飾的變量時都是從內存中讀取，而不是存緩存當中讀取，因此每個線程訪問到的變量值都是一樣的。這樣就保證了同步。（4）使用重入鎖實現線程同步 在JavaSE5.0中新增了一個java.util.concurrent包來支持同步。ReentrantLock類是可重入、互斥、實現了Lock接口的鎖，它與使用synchronized方法和快具有相同的基本行為和語義，并且擴展了其能力。 ReenreantLock類的常用方法有： ReentrantLock() : 創(chuàng)建一個ReentrantLock實例 lock() : 獲得鎖 unlock() : 釋放鎖 注：ReentrantL

33、ock()還有一個可以創(chuàng)建公平鎖的構造方法，但由于能大幅度降低程序運行效率，不推薦使用Bank.java代碼修改如下：packagethreadTest;importjava.util.concurrent.locks.Lock;importjava.util.concurrent.locks.ReentrantLock;/*authorww*/publicclassBankprivateintcount=0;/賬戶余額/需要聲明這個鎖privateLocklock=newReentrantLock();/存錢publicvoidaddMoney(intmoney)lock.lock();/上鎖trycount+=money;System.out.println(System.currentTimeMillis()+存進：+money);finallylock.unlock();/解鎖/取錢publicvoidsubMoney(intmoney)lock.lock();tryif(count-money0)Syst