1、多執行緒的同步:
1.1、同步機制:
在多執行緒中,可能有多個執行緒試圖存取一個有限的資源,必須預防這種情況的發生。所以引入了同步機制:在執行緒使用一個資源時為其加鎖,這樣其他的執行緒便不能存取那個資源了,直到解鎖後才可以存取。
1.2、共享成員變數的例子:
成員變數與局部變數:
成員變數:
如果一個變數是成員變量,那麼多執行緒對同一個物件的成員變數進行操作,這多個執行緒是共享一個成員變數的。
局部變數:
如果一個變數是局部變量,那麼多個執行緒對同一個物件進行操作,每個執行緒都會有一個該局部變數的拷貝。他們之間的局部變數互不影響。
下面舉例說明:
實作了Runnable的執行緒類別:
class MyThread3 implements Runnable{ //两个线程操作同一个对象,共享成员变量 //int i; @Override public void run() { //两个线程操作同一个对象,各自保存局部变量的拷贝 int i = 0; while(i<100){ System.out.println(i); i++; try { Thread.sleep(100); } catch (InterruptedException e) { e.printStackTrace(); } } } }
在main方法中用兩個執行緒操作同一個物件:
public static void main(String[] args) { MyThread3 myThread = new MyThread3(); //下面两个线程对同一个对象(Runnable的实现类对象)进行操作 Thread thread = new Thread(myThread); Thread thread2 = new Thread(myThread); //各自保存局部变量的拷贝,互不影响,输出200个数字 thread.start(); thread2.start(); }
這裡如果把i變成成員變量,則輸出100個數字。
1.3、共享資源導致的讀取錯誤
下面舉個例子,兩個線程共用一個Number對象,透過Number類的getNumber方法獲取數據,讀取數據並改寫時,發現了重複讀取操作:
首先建立一個Number類:
class Number{ private int number = 10; public String getNumber(int i){ if(number > 0){ try { Thread.sleep(100); } catch (InterruptedException e) { e.printStackTrace(); } number -= i; return "取出"+i+"成功,剩余数量:"+number; } return "取出"+i+"失败,剩余数量:"+number; } }
執行緒類,在執行緒類別中的私有屬性包含了Number類的參考:
class MyThread4 extends Thread{ //两个线程操作同一个对象,共享成员变量 Number number; public MyThread4(Number number){ this.number = number; } @Override public void run() { System.out.println(number.getNumber(8)); } }
在main函數中建立兩個執行緒類,包含了同一個Number類實例的參考:
public static void main(String[] args) { Number number = new Number(); //两个线程操作同一个对象,共享对象number的成员变量number MyThread4 myThread = new MyThread4(number); MyThread4 myThread2 = new MyThread4(number); myThread.start(); myThread2.start(); }
這樣,當第一個執行緒讀取Number中的number變數時先儲存下來再休眠0.1秒,然後第二個執行緒再讀取number變數並儲存,此時兩個執行緒保存了同樣的數字,在修改時,也就導致修改了同一個數字兩次。
2、同步機制的實現:
在多線程並發編程中Synchronized一直是元老級角色,很多人都會稱呼它為重量級鎖,但是隨著Java SE1.6對Synchronized進行了各種優化之後,有些情況下它不那麼重了”
Java中的每一個物件都可以作為鎖。
對於同步方法,鎖是當前實例物件。
對於靜態同步方法,鎖是當前物件的Class物件。
對於同步方法區塊,鎖是Synchonized括號裡配置的物件。 :
使用synchronized關鍵字,該關鍵字修飾的方法叫做同步方法。 ,而不僅僅是為該方法上鎖。 synchronized方法執行完。執行緒就不能呼叫該類別的其他靜態synchronized方法了,但是可以呼叫非靜態的synchronized方法。
下面是多執行緒呼叫靜態的方法的例子,由於鎖定了方法所在物件對應的Class對象,其他執行緒無法呼叫該方法所在物件其他的靜態synchronized方法:
/** * 定义一个类,包含了线程类需要调用的方法 */ class Compute1{ //这时如果某个线程调用该方法, //将锁定synchronized方法所在对象对应的class对象, //而不是锁定synchronized方法所在对象 public synchronized static void execute(){ for(int i = 0; i<100; i++){ try { Thread.sleep(100); } catch (InterruptedException e) { e.printStackTrace(); } System.out.println("compute1:execute1 " + i++); } } public synchronized static void execute2(){ for(int i = 0; i<100; i++){ try { Thread.sleep(100); } catch (InterruptedException e) { e.printStackTrace(); } System.out.println("compute1:execute2 " + i++); } } }
public static void main(String[] args) { Compute1 com = new Compute1(); Thread thread1 = new Thread1(com); Thread thread2 = new Thread2(com); thread1.start(); thread2.start(); }
/** * 定义一个类,包含了线程类需要调用的方法 */ class Compute1{ //通过同步代码块锁定object1对象进行锁定了其他同样的synchronized代码块 private Object object1 = new Object(); public void execute(){ synchronized(object1){ for(int i = 0; i<100; i++){ try { Thread.sleep(100); } catch (InterruptedException e) { e.printStackTrace(); } System.out.println("compute1:execute1 " + i++); } } } public synchronized void execute2(){ synchronized(object1){ for(int i = 0; i<100; i++){ try { Thread.sleep(100); } catch (InterruptedException e) { e.printStackTrace(); } System.out.println("compute1:execute2 " + i++); } } } }
synchronized(this){ … }
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