實現線程同步的方式，以及區別

19.實現線程同步的方式，以及區別


    為何要使用同步？

    java允許多線程並發控制，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），
    將會導致數據不准確，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准確性。
    同步的方式

    1.同步方法
    即有synchronized關鍵字修飾的方法。
    由於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，否則就處於阻塞狀態。

    代碼如：
    public synchronized void save(){}

    注： synchronized關鍵字也可以修飾靜態方法，此時如果調用該靜態方法，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。

    package com.xhj.thread;

        /**
         * 線程同步的運用
         *
         * @author XIEHEJUN
         *
         */
        public class SynchronizedThread {

            class Bank {

                private int account = 100;

                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) {
                    this.bank = bank;
                }

                @Override
                public 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 Thread(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修飾域相當於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

    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：

      class Bank {
                //需要同步的變量加上volatile
                private volatile int account = 100;

                public int getAccount() {
                    return account;
                }
                //這里不再需要synchronized
                public void save(int money) {
                    account += money;
                }
            ｝

    

    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。

    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，並且擴展了其能力

    ReenreantLock類的常用方法有：

        ReentrantLock() : 創建一個ReentrantLock實例
        lock() : 獲得鎖
        unlock() : 釋放鎖

        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synchronized
                public void save(int money) {
                    lock.lock();
                    try{
                        account += money;
                    }finally{
                        lock.unlock();
                    }

                }
            ｝



    注：關於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：

        public class Bank{
                //使用ThreadLocal類管理共享變量account
                private static ThreadLocal<Integer> account = new ThreadLocal<Integer>(){
                    @Override
                    protected 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”的方式