java中线程同步的几种方法

迈不过友情╰ 2022-04-14 03:43 257阅读 0赞

方法一：

使用synchronized关键字

由于java的每个对象都有一个内置锁，当用此关键字修饰方法时， 内置锁会保护整个方法。在调用该方法前，需要获得内置锁，否则就处于阻塞状态。  
注： synchronized关键字也可以修饰静态方法，此时如果调用该静态方法，将会锁住整个类。  
 注：同步是一种高开销的操作，因此应该尽量减少同步的内容。通常没有必要同步整个方法，使用synchronized代码块同步关键代码即可。

同步方法:给一个方法增加synchronized修饰符之后就可以使它成为同步方法，这个方法可以是静态方法和非静态方法，但是不能是抽象类的抽象方法，也不能是接口中的接口方法。

线程在执行同步方法时是具有排它性的。当任意一个线程进入到一个对象的任意一个同步方法时，这个对象的所有同步方法都被锁定了，在此期间，其他任何线程都不能访问这个对象的任意一个同步方法，直到这个线程执行完它所调用的同步方法并从中退出，从而导致它释放了该对象的同步锁之后。在一个对象被某个线程锁定之后，其他线程是可以访问这个对象的所有非同步方法的。

同步块：同步块是通过锁定一个指定的对象，来对同步块中包含的代码进行同步；而同步方法是对这个方法块里的代码进行同步，而这种情况下锁定的对象就是同步方法所属的主体对象自身。如果这个方法是静态同步方法呢？那么线程锁定的就不是这个类的对象了，也不是这个类自身，而是这个类对应的java.lang.Class类型的对象。同步方法和同步块之间的相互制约只限于同一个对象之间，所以静态同步方法只受它所属类的其它静态同步方法的制约，而跟这个类的实例（对象）没有关系。

如果一个对象既有同步方法，又有同步块，那么当其中任意一个同步方法或者同步块被某个线程执行时，这个对象就被锁定了，其他线程无法在此时访问这个对象的同步方法，也不能执行同步块。

synchronized 关键字用于保护共享数据。请大家注意“共享数据”，你一定要分清哪些数据是共享数据  
实例：

package com.gcc.interview.synchro;  
   
/\*\*  
 \* 创建线程  
 \* @author gcc  
 \*  
 \* 2018年3月9日  
 \*/  
public class MybanRunnable implements Runnable\{  
   
    private Bank bank;  
      
    public MybanRunnable(Bank bank) \{  
        this.bank = bank;  
    \}  
    @Override  
    public void run() \{  
        for(int i=0;i<10;i++) \{  
            bank.save1(100);  
            System.out.println("账户余额是---"+bank.getAccount());  
        \}  
          
    \}  
      
   
\}  
package com.gcc.interview.synchro;  
/\*\*  
 \* 银行存款实例  
 \* @author gcc  
 \*  
 \* 2018年3月9日  
 \*/  
class Bank\{  
    private int account = 100;  
      
    public int getAccount() \{  
        return account;  
    \}  
    //同步方法  
    public synchronized void save(int money) \{  
        account+=money;  
    \}  
      
    public void save1(int money) \{  
        //同步代码块  
        synchronized(this) \{  
            account+=money;  
        \}  
          
    \}  
      
    public void userThread() \{  
        Bank bank = new Bank();  
          
        MybanRunnable my1 = new MybanRunnable(bank);  
        System.out.println("线程1");  
        Thread th1 = new Thread(my1);  
        th1.start();  
        System.out.println("线程2");  
        Thread th2 = new Thread(my1);  
        th2.start();  
          
    \}  
      
      
\}  
方法二：

wait和notify

wait():使一个线程处于等待状态，并且释放所持有的对象的lock。

sleep():使一个正在运行的线程处于睡眠状态，是一个静态方法，调用此方法要捕捉InterruptedException异常。  
notify():唤醒一个处于等待状态的线程，注意的是在调用此方法的时候，并不能确切的唤醒某一个等待状态的线程，而是由JVM确定唤醒哪个线程，而且不是按优先级。  
Allnotity():唤醒所有处入等待状态的线程，注意并不是给所有唤醒线程一个对象的锁，而是让它们竞争。

方法三：

使用特殊域变量volatile实现线程同步

a.volatile关键字为域变量的访问提供了一种免锁机制  
    b.使用volatile修饰域相当于告诉虚拟机该域可能会被其他线程更新  
    c.因此每次使用该域就要重新计算，而不是使用寄存器中的值   
    d.volatile不会提供任何原子操作，它也不能用来修饰final类型的变量   
      
    例如：   
        在上面的例子当中，只需在account前面加上volatile修饰，即可实现线程同步。

//只给出要修改的代码，其余代码与上同  
        class Bank \{  
            //需要同步的变量加上volatile  
            private volatile int account = 100;  
   
            public int getAccount() \{  
                return account;  
            \}  
            //这里不再需要synchronized   
            public void save(int money) \{  
                account += money;  
            \}  
        ｝  
注：多线程中的非同步问题主要出现在对域的读写上，如果让域自身避免这个问题，则就不需要修改操作该域的方法。   
    用final域，有锁保护的域和volatile域可以避免非同步的问题。  
方法四：

使用重入锁实现线程同步

在JavaSE5.0中新增了一个java.util.concurrent包来支持同步。   
    ReentrantLock类是可重入、互斥、实现了Lock接口的锁，它与使用synchronized方法和快具有相同的基本行为和语义，并且扩展了其能力。  
 ReenreantLock类的常用方法有：  
ReentrantLock() : 创建一个ReentrantLock实例   
lock() : 获得锁   
unlock() : 释放锁   
注：ReentrantLock()还有一个可以创建公平锁的构造方法，但由于能大幅度降低程序运行效率，不推荐使用   
    private int account = 100;  
    private ReentrantLock lock = new ReentrantLock();  
    public int getAccount() \{  
        return account;  
    \}  
    //同步方法  
    public  void save(int money) \{  
        lock.lock();  
        try \{  
            account+=money;  
        \} finally \{  
            lock.unlock();  
        \}  
          
    \}  
 注：关于Lock对象和synchronized关键字的选择：   
        a.最好两个都不用，使用一种java.util.concurrent包提供的机制，能够帮助用户处理所有与锁相关的代码。   
        b.如果synchronized关键字能满足用户的需求，就用synchronized，因为它能简化代码   
        c.如果需要更高级的功能，就用ReentrantLock类，此时要注意及时释放锁，否则会出现死锁，通常在finally代码释放锁   
方法五：

使用局部变量来实现线程同步

如果使用ThreadLocal管理变量，则每一个使用该变量的线程都获得该变量的副本，副本之间相互独立，这样每一个线程都可以随意修改自己的变量副本，而不会对其他线程产生影响。  
     ThreadLocal 类的常用方法  
ThreadLocal() : 创建一个线程本地变量   
get() : 返回此线程局部变量的当前线程副本中的值   
initialValue() : 返回此线程局部变量的当前线程的"初始值"   
set(T value) : 将此线程局部变量的当前线程副本中的值设置为value

//只改Bank类，其余代码与上同  
        public class Bank\{  
            //使用ThreadLocal类管理共享变量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与同步机制   
        a.ThreadLocal与同步机制都是为了解决多线程中相同变量的访问冲突问题。   
        b.前者采用以"空间换时间"的方法，后者采用以"时间换空间"的方式  
方法六：

使用阻塞队列实现线程同步

前面5种同步方式都是在底层实现的线程同步，但是我们在实际开发当中，应当尽量远离底层结构。 使用javaSE5.0版本中新增的java.util.concurrent包将有助于简化开发。 本小节主要是使用LinkedBlockingQueue<E>来实现线程的同步 LinkedBlockingQueue<E>是一个基于已连接节点的，范围任意的blocking queue。 队列是先进先出的顺序（FIFO），关于队列以后会详细讲解~LinkedBlockingQueue 类常用方法 LinkedBlockingQueue() : 创建一个容量为Integer.MAX\_VALUE的LinkedBlockingQueue put(E e) : 在队尾添加一个元素，如果队列满则阻塞 size() : 返回队列中的元素个数 take() : 移除并返回队头元素，如果队列空则阻塞代码实例： 实现商家生产商品和买卖商品的同步

注：BlockingQueue<E>定义了阻塞队列的常用方法，尤其是三种添加元素的方法，我们要多加注意，当队列满时：

add()方法会抛出异常

offer()方法返回false

put()方法会阻塞

7.使用原子变量实现线程同步

需要使用线程同步的根本原因在于对普通变量的操作不是原子的。

那么什么是原子操作呢？原子操作就是指将读取变量值、修改变量值、保存变量值看成一个整体来操作即-这几种行为要么同时完成，要么都不完成。在java的util.concurrent.atomic包中提供了创建了原子类型变量的工具类，使用该类可以简化线程同步。其中AtomicInteger 表可以用原子方式更新int的值，可用在应用程序中(如以原子方式增加的计数器)，但不能用于替换Integer；可扩展Number，允许那些处理机遇数字类的工具和实用工具进行统一访问。

AtomicInteger类常用方法：

AtomicInteger(int initialValue) : 创建具有给定初始值的新的

AtomicIntegeraddAddGet(int dalta) : 以原子方式将给定值与当前值相加

get() : 获取当前值

代码实例：

只改Bank类，其余代码与上面第一个例子同

class Bank \{  
    private AtomicInteger account = new AtomicInteger(100);  
    public AtomicInteger getAccount() \{  
        return account;   
    \}   
    public void save(int money) \{  
        account.addAndGet(money);  
    \}  
\}  
  
转载    原文链接:https://blog.csdn.net/scgyus/article/details/79499650