java 多線程同步常用的3種方法

 

一、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，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。

二、同步時的代碼

1、synchronized鎖住方法 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。

package com.company.model;

public class Bank {
    private int count =0;//賬戶余額

    //存錢
    public synchronized void addMoney(int money){
        
        count +=money;
        System.out.println(System.currentTimeMillis()+"存進："+money);
    }

    //取錢
    public synchronized void subMoney(int money){
        if(count-money < 0){
            System.out.println("余額不足");
            return;
        }
        count -=money;
        System.out.println(+System.currentTimeMillis()+"取出："+money);
    }

    //查詢
    public void lookMoney(){
        System.out.println("賬戶余額："+count);
    }
}

測試方法：

package com.company;

import com.company.model.Bank;

public class Main {

    public static void main(String[] args) {
    // write your code here
        final Bank bank=new Bank();

        Thread tadd=new Thread(new Runnable() {

            @Override
            public void run() {
                // TODO Auto-generated method stub
                while(true){
                    try {
                        Thread.sleep(1000);
                    } catch (InterruptedException e) {
                        // TODO Auto-generated catch block
                        e.printStackTrace();
                    }
                    bank.addMoney(100);
                    bank.lookMoney();
                    System.out.println("\n");

                }
            }
        });

        Thread tsub = new Thread(new Runnable() {

            @Override
            public void run() {
                // TODO Auto-generated method stub
                while(true){
                    bank.subMoney(100);
                    bank.lookMoney();
                    System.out.println("\n");
                    try {
                        Thread.sleep(1000);
                    } catch (InterruptedException e) {
                        // TODO Auto-generated catch block
                        e.printStackTrace();
                    }
                }
            }
        });
        tsub.start();

        tadd.start();
    }
}

  執行結果 

余額不足
賬戶余額：0


余額不足
賬戶余額：0


1622020234927存進：100
賬戶余額：100


1622020235935存進：100
賬戶余額：200


1622020235935取出：100
賬戶余額：100


1622020236944取出：100
賬戶余額：0

  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

package com.company.model;

public class Bank {
    private int count =0;//賬戶余額

    //存錢
    public void addMoney(int money){
        synchronized(this) {
            count += money;
        }
        System.out.println(System.currentTimeMillis()+"存進："+money);
    }

    //取錢
    public  void subMoney(int money){
        if(count-money < 0){
            System.out.println("余額不足");
            return;
        }
        synchronized(this) {
            count -= money;
        }
        System.out.println(+System.currentTimeMillis()+"取出："+money);
    }

    //查詢
    public void lookMoney(){
        System.out.println("賬戶余額："+count);
    }
}

效果和方法1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方法和塊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
注：ReentrantLock()還有一個可以創建公平鎖的構造方法，但由於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： 

package com.company.model;

import java.util.concurrent.locks.Lock;
import java.util.concurrent.locks.ReentrantLock;

public class Bank {
    private int count = 0;//賬戶余額
    //需要聲明這個鎖
    private Lock lock = new ReentrantLock();

    //存錢
    public void addMoney(int money) {
        lock.lock(); //加鎖
        try {
            count += money;
            System.out.println(System.currentTimeMillis() + "存進：" + money);
        } catch (Exception e) {
            lock.unlock();//解鎖
        } finally {
            lock.unlock();//解鎖
        }
    }

    //取錢
    public void subMoney(int money) {
        lock.lock();//加鎖
        try {
            if (count - money < 0) {
                System.out.println("余額不足");
                return;
            }
            synchronized (this) {
                count -= money;
            }
            System.out.println(+System.currentTimeMillis() + "取出：" + money);
        } catch (Exception e) {
            lock.unlock();//解鎖
        } finally {
            lock.unlock();//解鎖
        }
    }

    //查詢
    public void lookMoney() {
        System.out.println("賬戶余額：" + count);
    }
}

 

效果和前兩種方法差不多。

     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 。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。

 

參考：https://www.cnblogs.com/xiaoxi/p/7679470.html