java 線程同步 – JAVA編程語言程序開發技術文章

一直對java的線程同步沒有一個很好的瞭解,項目中使用過多線程但沒有使用過線程同步,今天查瞭一下資料瞭解瞭一下。

       java 的線程同步主要依賴於幾個方法和關鍵字 下面就說一下:

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1  wait方法:
        該方法屬於Object的方法,wait方法的作用是使得當前調用wait方法所在部分(代碼塊)的線程停止執行,並釋放當前獲得的調用wait所在的代碼塊的鎖,並在其他線程調用notify或者notifyAll方法時恢復到競爭鎖狀態(一旦獲得鎖就恢復執行)。
        調用wait方法需要註意幾點:
        第一點:wait被調用的時候必須在擁有鎖(即synchronized修飾的)的代碼塊中。
        第二點:恢復執行後,從wait的下一條語句開始執行,因而wait方法總是應當在while循環中調用,以免出現恢復執行後繼續執行的條件不滿足卻繼續執行的情況。
        第三點:若wait方法參數中帶時間,則除瞭notify和notifyAll被調用能激活處於wait狀態(等待狀態)的線程進入鎖競爭外,在其他線程中interrupt它或者參數時間到瞭之後,該線程也將被激活到競爭狀態。
        第四點:wait方法被調用的線程必須獲得之前執行到wait時釋放掉的鎖重新獲得才能夠恢復執行。

2  notify方法和notifyAll方法:
        notify方法通知調用瞭wait方法,但是尚未激活的一個線程進入線程調度隊列(即進入鎖競爭),註意不是立即執行。並且具體是哪一個線程不能保證。另外一點就是被喚醒的這個線程一定是在等待wait所釋放的鎖。
        notifyAll方法則喚醒所有調用瞭wait方法,尚未激活的進程進入競爭隊列。

3 synchronized關鍵字:
        第一點:synchronized用來標識一個普通方法時,表示一個線程要執行該方法,必須取得該方法所在的對象的鎖。
        第二點:synchronized用來標識一個靜態方法時,表示一個線程要執行該方法,必須獲得該方法所在的類的類鎖。
        第三點:synchronized修飾一個代碼塊。類似這樣:synchronized(obj) { //code…. }。表示一個線程要執行該代碼塊,必須獲得obj的鎖。這樣做的目的是減小鎖的粒度,保證當不同塊所需的鎖不沖突時不用對整個對象加鎖。利用零長度的byte數組對象做obj非常經濟。

4 atomic action(原子操作):
        在JAVA中,以下兩點操作是原子操作。但是c和c++中並不如此。
        第一點:對引用變量和除瞭long和double之外的原始數據類型變量進行讀寫。
        第二點:對所有聲明為volatile的變量(包括long和double)的讀寫。
        另外:在java.util.concurrent和java.util.concurrent.atomic包中提供瞭一些不依賴於同步機制的線程安全的類和方法。

5 一個例子,該例子模仿多人存取同一個賬戶:
Account類:
package com.synchronize;

import java.util.HashMap;
import java.util.Iterator;

public class Account {
    private static HashMap<String, Integer> m = new HashMap<String, Integer>();
    private static long times = 0;
    static {
        m.put("ren", 1000);
    }

    public synchronized void save(String name, int num) {
        long tempTime = times++;
        System.out.println("第 " + tempTime + " 次存儲" + num + "之前" + name    + "的餘額為:" + m.get(name));
        m.put(name, m.get(name) + num);
        this.notify();
        System.out.println("第 " + tempTime + " 次存儲" + num + "之後" + name + "的餘額為:" + m.get(name));
    }

    public static int get(String name) {
        return m.get(name);
    }

    /**
     * 註意wait的用法,必須在loop中,必須在擁有鎖的代碼塊中。 前者是當被notify的時候要重新進行條件判斷,後者是為瞭釋放鎖。
     *
     * @param name
     * @param num
     */
    public synchronized void load(String name, int num) {
        long tempTime = times++;
        System.out.println("第 " + tempTime + " 次提取" + num + "之前" + name + "的餘額為:" + m.get(name));

        try {
            while (m.get(name) < num) {
                System.out.println("第 " + tempTime + " 次提取" + "餘額" + m.get(name) + "不足,開始等待wait。");
                this.wait();
                System.out.println("第 " + tempTime + " 次提取操作被喚醒");
            }
        } catch (InterruptedException e) {
            // TODO Auto-generated catch block
            e.printStackTrace();
        }
        m.put(name, m.get(name) – num);
        System.out.println("第 " + tempTime + " 次提取" + num + "之後" + name + "的餘額為:" + m.get(name));
    }
}

User類:
package com.synchronize;

/**
 * 這裡註意runnable接口的線程是怎麼實例化的。new Thread(new User())
 * 這裡成功展示瞭多個用戶存取同一個賬戶的多線程實例,通過多線程同步,保證瞭安全的執行。
 * @author abc
 *
 */
public class User implements Runnable {
    private static Account account = new Account();
    private final int id;
   
    User(int i){
        id=i;
    }
   
    public void run() {
        int tempMoney = 100;
        account.load("ren", tempMoney);
        try {
            Thread.sleep(3000);
        } catch (InterruptedException e) {
            // TODO Auto-generated catch block
            e.printStackTrace();
        }
        account.save("ren", 100);
        System.out.println("線程"+id+"完畢========================================================");
    }

    public static void main(String[] args) {
        for (int i = 0; i < 100; i++) {
            new Thread(new User(i)).start();
        }
    }
}

 

摘自 chenghai2011的專欄

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