java多線程之線程同步七種方式代碼示例
為何要使用同步？
java允許多線程并發(fā)控制，當(dāng)多個線程同時操作一個可共享的資源變量時（如數(shù)據(jù)的增刪改查），
將會導(dǎo)致數(shù)據(jù)不準(zhǔn)確，相互之間產(chǎn)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(diào)用，
從而保證了該變量的唯一性和準(zhǔn)確性。
1.同步方法
即有synchronized關(guān)鍵字修飾的方法。
由于java的每個對象都有一個內(nèi)置鎖，當(dāng)用此關(guān)鍵字修飾方法時，
內(nèi)置鎖會保護(hù)整個方法。在調(diào)用該方法前，需要獲得內(nèi)置鎖，否則就處于阻塞狀態(tài)。
代碼如：
public synchronized void save(){}
注： synchronized關(guān)鍵字也可以修飾靜態(tài)方法，此時如果調(diào)用該靜態(tài)方法，將會鎖住整個類
2.同步代碼塊
即有synchronized關(guān)鍵字修飾的語句塊。
被該關(guān)鍵字修飾的語句塊會自動被加上內(nèi)置鎖，從而實(shí)現(xiàn)同步
代碼如：
synchronized(object){ }
注：同步是一種高開銷的操作，因此應(yīng)該盡量減少同步的內(nèi)容。
通常沒有必要同步整個方法，使用synchronized代碼塊同步關(guān)鍵代碼即可。
代碼實(shí)例：
package com.xhj.thread;
/**
* 線程同步的運(yùn)用
*
* @author XIEHEJUN
*
*/
public class SynchronizedThread {
class Bank {
private int account = 100;
public int getAccount() {
return account;
}
/**
* 用同步方法實(shí)現(xiàn)
*
* @param money
*/
public synchronized void save(int money) {
account += money;
}
/**
* 用同步代碼塊實(shí)現(xiàn)
*
* @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(diào)用內(nèi)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(shí)現(xiàn)線程同步
a.volatile關(guān)鍵字為域變量的訪問提供了一種免鎖機(jī)制，
b.使用volatile修飾域相當(dāng)于告訴虛擬機(jī)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(dāng)中，只需在account前面加上volatile修飾，即可實(shí)現(xiàn)線程同步。
代碼實(shí)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;
}
｝
注：多線程中的非同步問題主要出現(xiàn)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(hù)的域和volatile域可以避免非同步的問題。
4.使用重入鎖實(shí)現(xiàn)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(shí)現(xiàn)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(kuò)展了其能力
ReenreantLock類的常用方法有：
ReentrantLock() : 創(chuàng)建一個ReentrantLock實(shí)例
lock() : 獲得鎖
unlock() : 釋放鎖
注：ReentrantLock()還有一個可以創(chuàng)建公平鎖的構(gòu)造方法，但由于能大幅度降低程序運(yùn)行效率，不推薦使用
例如：
在上面例子的基礎(chǔ)上，改寫后的代碼為:
代碼實(shí)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synchronized
public void save(int money) {
lock.lock();
try{
account += money;
}finally{
lock.unlock();
}
}
｝
注：關(guān)于Lock對象和synchronized關(guān)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(jī)制，
能夠幫助用戶處理所有與鎖相關(guān)的代碼。
b.如果synchronized關(guān)鍵字能滿足用戶的需求，就用synchronized，因?yàn)樗芎喕a
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(xiàn)死鎖，通常在finally代碼釋放鎖
5.使用局部變量實(shí)現(xiàn)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(dú)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(chǎn)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(dāng)前線程副本中的值
initialValue() : 返回此線程局部變量的當(dāng)前線程的"初始值"
set(T value) : 將此線程局部變量的當(dāng)前線程副本中的值設(shè)置為value
例如：
在上面例子基礎(chǔ)上，修改后的代碼為：
代碼實(shí)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(jī)制
a.ThreadLocal與同步機(jī)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
6.使用阻塞隊(duì)列實(shí)現(xiàn)線程同步
前面5種同步方式都是在底層實(shí)現(xiàn)的線程同步，但是我們在實(shí)際開發(fā)當(dāng)中，應(yīng)當(dāng)盡量遠(yuǎn)離底層結(jié)構(gòu)。
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<E>來實(shí)現(xiàn)線程的同步
LinkedBlockingQueue<E>是一個基于已連接節(jié)點(diǎn)的，范圍任意的blocking queue。
隊(duì)列是先進(jìn)先出的順序（FIFO），關(guān)于隊(duì)列以后會詳細(xì)講解~
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(duì)尾添加一個元素，如果隊(duì)列滿則阻塞
size() : 返回隊(duì)列中的元素個數(shù)
take() : 移除并返回隊(duì)頭元素，如果隊(duì)列空則阻塞
代碼實(shí)例：
實(shí)現(xiàn)商家生產(chǎn)商品和買賣商品的同步
package com.xhj.thread;
import java.util.Random;
import java.util.concurrent.LinkedBlockingQueue;
/**
* 用阻塞隊(duì)列實(shí)現(xiàn)線程同步 LinkedBlockingQueue的使用
*
* @author XIEHEJUN
*
*/
public class BlockingSynchronizedThread {
/**
* 定義一個阻塞隊(duì)列用來存儲生產(chǎn)出來的商品
*/
private LinkedBlockingQueue<Integer> queue = new LinkedBlockingQueue<Integer>();
/**
* 定義生產(chǎn)商品個數(shù)
*/
private static final int size = 10;
/**
* 定義啟動線程的標(biāo)志，為0時，啟動生產(chǎn)商品的線程；為1時，啟動消費(fèi)商品的線程
*/
private int flag = 0;
private class LinkBlockThread implements Runnable {
@Override
public void run() {
int new_flag = flag++;
System.out.println("啟動線程 " + new_flag);
if (new_flag == 0) {
for (int i = 0; i < size; i++) {
int b = new Random().nextInt(255);
System.out.println("生產(chǎn)商品：" + b + "號");
try {
queue.put(b);
} catch (InterruptedException e) {
// TODO Auto-generated catch block
e.printStackTrace();
}
System.out.println("倉庫中還有商品：" + queue.size() + "個");
try {
Thread.sleep(100);
} catch (InterruptedException e) {
// TODO Auto-generated catch block
e.printStackTrace();
}
}
} else {
for (int i = 0; i < size / 2; i++) {
try {
int n = queue.take();
System.out.println("消費(fèi)者買去了" + n + "號商品");
} catch (InterruptedException e) {
// TODO Auto-generated catch block
e.printStackTrace();
}
System.out.println("倉庫中還有商品：" + queue.size() + "個");
try {
Thread.sleep(100);
} catch (Exception e) {
// TODO: handle exception
}
}
}
}
}
public 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();
thread2.start();
}
}
注：BlockingQueue<E>定義了阻塞隊(duì)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(dāng)隊(duì)列滿時：
add()方法會拋出異常
offer()方法返回false
put()方法會阻塞
7.使用原子變量實(shí)現(xiàn)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新int的值，可用在應(yīng)用程序中(如以原子方式增加的計數(shù)器)，
但不能用于替換Integer；可擴(kuò)展Number，允許那些處理機(jī)遇數(shù)字類的工具和實(shí)用工具進(jìn)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AtomicInteger
addAddGet(int dalta) : 以原子方式將給定值與當(dāng)前值相加
get() : 獲取當(dāng)前值
代碼實(shí)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);
public AtomicInteger getAccount() {
return account;
}
public void save(int money) {
account.addAndGet(money);
}
}
補(bǔ)充--原子操作主要有：
對于引用變量和大多數(shù)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。
代碼的世界里，你就是上帝。
總結(jié)
以上就是本文關(guān)于java多線程之線程同步七種方式代碼示例的全部內(nèi)容，希望對大家有所幫助。感興趣的朋友可以繼續(xù)參閱本站：Java多線程饑餓與公平介紹及代碼示例、Java編程之多線程死鎖與線程間通信簡單實(shí)現(xiàn)代碼、Java多線程阻塞與喚醒代碼示例等，有什么問題可以隨時留言，小編會及時回復(fù)大家的。感謝朋友們對本站的支持！
相關(guān)文章
Mybatis-Plus讀寫Mysql的Json字段的操作代碼
這篇文章主要介紹了Mybatis-Plus讀寫Mysql的Json字段的操作代碼，文中通過實(shí)例代碼給大家介紹的非常詳細(xì)，對大家的學(xué)習(xí)或工作具有一定的參考借鑒價值,需要的朋友可以參考下2022-04-04
這篇文章主要介紹了mybatis調(diào)用存儲過程的實(shí)例，非常不錯，具有參考借鑒價值,需要的朋友可以參考下2017-10-10
本篇文章主要介紹了Java使用代碼模擬高并發(fā)操作的示例，Java通過代碼模擬高并發(fā)可以以最快的方式發(fā)現(xiàn)我們系統(tǒng)中潛在的線程安全性問題，小編覺得挺不錯的，現(xiàn)在分享給大家，也給大家做個參考。一起跟隨小編過來看看吧2018-05-05
詳解lombok @Getter @Setter 使用注意事項(xiàng)
這篇文章主要介紹了詳解lombok @Getter @Setter 使用注意事項(xiàng)，文中通過示例代碼介紹的非常詳細(xì)，對大家的學(xué)習(xí)或者工作具有一定的參考學(xué)習(xí)價值，需要的朋友們下面隨著小編來一起學(xué)習(xí)學(xué)習(xí)吧2020-11-11
java按照模板導(dǎo)出pdf或word文件詳細(xì)代碼
有時候業(yè)務(wù)中我們需要使用pdf模板生成一份pdf文件,下面這篇文章主要給大家介紹了關(guān)于java按照模板導(dǎo)出pdf或word文件的相關(guān)資料,文中給出了詳細(xì)的代碼示例,需要的朋友可以參考下2023-11-11
在Java中,我們經(jīng)常需要使用條件運(yùn)算符來進(jìn)行多個條件的判斷和選擇,條件運(yùn)算符可以簡化代碼,提高代碼的可讀性和執(zhí)行效率,本文將介紹條件運(yùn)算符的嵌套使用技巧,幫助讀者更好地掌握條件運(yùn)算符的應(yīng)用,需要的朋友可以參考下2023-11-11
MybatisPlusException:Failed?to?process,Error?SQL異常報錯的解決辦法
這篇文章主要給大家介紹了關(guān)于MybatisPlusException:Failed?to?process,Error?SQL異常報錯的解決辦法,文中通過實(shí)例代碼介紹的非常詳細(xì),對大家的學(xué)習(xí)或者工作具有一定的參考學(xué)習(xí)價值,需要的朋友可以參考下2023-03-03
通過源碼分析，我們可以更深入的了解其底層原理。本文將通過Timer的源碼，帶大家深入了解Java?Timer的使用，感興趣的小伙伴可以了解一下2022-11-11
這篇文章主要為大家介紹了classpath和classpath*的區(qū)別詳解，有需要的朋友可以借鑒參考下，希望能夠有所幫助，祝大家多多進(jìn)步，早日升職加薪2023-10-10