Java多线程如何实现资源共享

小灰灰 2023-09-29 12:21 7阅读 0赞

Java实现多线程方式有两种：继承Thread类或者实现Runnable即可.线程启动时调用start()方法.  
实现Runnable接口可以实现资源共享  
下面让我们来看一下代码：

public class Thread1 extends Thread{
    
        private int num = 5;
    
        @Override
        public void run() {
            for(int i=0;i<10;i++)
            {
                if(this.num>0)
                {
                    System.out.println("剩余的票1："+num--);
                }
            }
        }
    
    }
    
    public class Thread2 implements Runnable{
    
        private int num = 5;
    
        public void run() {
            for(int i=0;i<10;i++)
            {
                if(this.num>0){
                    System.out.println("剩余的票2："+num--);
                }
            }
        }
    
    }
    
    
        /**
         * @author 付玉伟
         * @time 2015-4-9 下午09:37:56
         * @param args
         */
        public static void main(String[] args) {
            Thread1 t1 = new Thread1();
            t1.setName("售票窗口1");
            Thread1 t2 = new Thread1();
    
            t1.setName("售票窗口2");
            Thread1 t3 = new Thread1();
            t1.setName("售票窗口3");
    
            t1.start();
            t2.start();
            t3.start();
    
    
            Thread2 t1_ = new Thread2();
            Thread t1_1 = new Thread(t1_);
            t1_1.setName("售票窗口1_");
    
            Thread t2_2 = new Thread(t1_);
            t2_2.setName("售票窗口2_");
    
            Thread t3_3 = new Thread(t1_);
            t1_1.setName("售票窗口3_");
    
            t1_1.start();
            t2_2.start();
            t3_3.start();
        }
    
    }

运行结果如下：  
![这里写图片描述][20150411221932745]  
一共5张票，线程1卖了15次，显然资源没有共享，而线程2只买了5次。  
Java多线程访问共享资源的方式：  
1、如果每一个线程执行的代码相同，可以使用同一个runnable对象，这个对象中有那个共享数据（买票系统）  
2、如果每一个线程执行的代码不相同，这时候需要不同的Runnable对象，有以下两种方式来实现这些Runnable对戏之间的数据共享。  
(1)、将共享数据封装在另外一个对象中，然后将这个对象逐一传递给各个Runnable对象。每个线程对共享数据的操作方法也分配到那个对象身上去完成，这样容易实现针对该数据进行的各个操作的互斥和通信。  
　　(2)、将这些Runnable对象作为某一个类中的内部类，共享数据作为这个外部类中的成员变量，每个线程对共享数据的操作方法也分配给外部类，以便实现对共享数据进行的各个操作的互斥和通信，作为内部类的各个Runnable对象调用外部类的这些方法。  
　　(3)、上面两种方式的组合：将共享数据封装在另外一个对象中，每个线程对共享数据的操作方法也分配到那个对象身上去完成，对象作为这个外部类中的成员变量或方法中的局部变量，每个线程的Runnable对象作为外部类中的成员内部类或局部内部类。  
　　(4)、总之，要同步互斥的几段代码最好是分别放在几个独立的方法中，这些方法再放在同一个类中，这样比较容易实现它们之间的同步互斥和通信。  
3、极端且简单的方式，即在任意一个类中定义一个static的变量，这将被所有线程共享  
在线程操作中由于其操作的不确定性，所以提供了一个方法，可以取得当前操作线程：  
public static Thread currentThread();  
说明:  
对于线程的名字一般是在启动前进行设置,最好不要设置相同的名字,最好不要为一个线程改名字.  
在Java执行中一个Java程序至少启动2个线程:一个主线程和一个垃圾回收线程.  
多线程的同步问题  
如果使用Runnable的方式实现买票系统，在买票出现延迟时如：

public class Thread2 implements Runnable{
    
        private int num = 5;
    
        public void run() {
            for(int i=0;i<10;i++)
            {
                try {
                    Thread.sleep(200);
                } catch (InterruptedException e) {
                    e.printStackTrace();
                }
                if(this.num>0){
                    System.out.println("剩余的票2："+num--);
                }
            }
        }
    
    }

输出结果如下：  
![这里写图片描述][20150411221948781]  
如果解决这样的问题就必须使用同步，即：过个操作在同一个时间段内只有一个线程进行。  
Java多线程同该方法步主要依赖于若干方法和关键字  
1、wait方法  
Object的方法，作用是使得当前调用wait方法所在部分的线程停止执行，并释放当前所获得调用wait的代码块的锁，并在其他线程调用notify或者notifyAll方法时恢复到竞争锁状态  
wait被调用的时候必须在拥有锁（synchronized修饰）的代码块中  
恢复执行后，从wait的下一条语句开始执行，因为wait方法总是应当在while循环中调用，以免出现恢复执行后继续执行的条件却不满足继续执行的条件。  
若wait方法参数中带时间，则除了notify和notifyAll被调用能激活处于wait状态的线程进入锁竞争外，在其他线程中interrupt它或者参数时间到了之后，该线程也将激活到竞争状态。  
wait方法被调用的线程必须获得之前执行到wait时释放掉用的锁重新获得才能够恢复执行。  
2、notify方法和notifyAll方法  
notify方法通过调用了wait方法，但是尚未激活一个线程调度队列（即进入竞争锁），不是立即执行。并且具体是哪一个线程不能保证。另外一点就是被唤醒的这个线程一定是等待wait所释放的锁。  
notifyAll方法则唤醒所有调用wait方法，尚未激活的进程进入竞争队列。  
3、synchronized关键字  
用来标识一个普通方法时，表示一个线程要执行该方法必须取得该方法所在对象的锁。  
用来 标识一个静态方法时，表示一个线程要执行该方法必须取得该方法所在类的类锁  
修饰一个代码块。类似synchronized(Obj)\{\}表示一个线程要执行的代码块必须获得Object的锁，这样做的目的是减小锁的粒度，保证当不同块所需的锁不冲突时不用对整个对象加锁。利用零长度的byte数组对象做obj非常经济。  
4、atomic action 原子操作  
在Java中，以下都是原子操作，但是在C和C++中不是  
对引用变量和除了long和double之外的原始数据类型变量进行读写  
对所有声明为volatile的变量（包括long和double）的读写  
另外在Java.util.concurrent和java.util.concurrent.atomic包中提供了一些不依赖于同步机制的线程安全类和方法。  
下面使用synchronized来解决同步的问题：  
1、同步代码块

public class Thread2 implements Runnable{
    
        private int num = 5;
    
        public void run() {
            for(int i=0;i<10;i++)
            {
                // 使用同步代码块
                synchronized(this){
                    try {
                        Thread.sleep(200);
                    } catch (InterruptedException e) {
                        e.printStackTrace();
                    }
                }
                if(this.num>0){
                    System.out.println("剩余的票2："+num--);
                }
            }
        }
    
    }

2、同步方法

public class Thread3 implements Runnable{
    
        private int num = 5;
    
        public void run() {
            for(int i=0;i<10;i++){
                sale();
            }
        }
    
        // 使用同步方法
        public synchronized void sale(){
            try {
                Thread.sleep(300);    //休息300毫秒
            } catch (InterruptedException e) {
                e.printStackTrace();
            } 
            if(num > 0 ){
                System.out.println(Thread.currentThread().getName()+"买票"+this.num--);
            }
        }
    
        public static void main(String[] args){
            Thread3 t3 = new Thread3();
    
            new Thread(t3,"售票窗口1").start();
            new Thread(t3,"售票窗口2").start();
            new Thread(t3,"售票窗口3").start();
        }
    }

多线程之间资源共享需要使用同步，但是过多的同步会造成死锁。  
死锁是在多道程序系统中，一组进程中的每一个进程都无限期的等待另一个线程，所以占有且永远不会释放的资源。  
死锁产生的原因：  
1、竞争资源，系统提供的资源有限，不能满足每一个进程的要求  
2、多道程序运行时，进程推进顺序不合理  
产生死锁的必要条件：  
1、互斥资源使用  
2、占用并等待资源  
3、不可抢夺资源  
4、循环等待资源  
转自[多线程实现资源共享的问题学习与总结 - 苏二 - 博客园][- _ -]

来源：[https://www.csdn.net/tags/MtTaAg3sODI4NTMwLWJsb2cO0O0O.html][https_www.csdn.net_tags_MtTaAg3sODI4NTMwLWJsb2cO0O0O.html]

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[- _ -]: http://www.cnblogs.com/dennisit/archive/2013/02/24/2925288.html
[https_www.csdn.net_tags_MtTaAg3sODI4NTMwLWJsb2cO0O0O.html]: https://www.csdn.net/tags/MtTaAg3sODI4NTMwLWJsb2cO0O0O.html