實現線程同步的幾種方式

轉載 ：https://blog.csdn.net/Small_Lee/article/details/51453019

 

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