Java的知识点31——线程同步

线程同步——并发控制

并发：同一个对象多个线程同时操作

线程不安全: 数据有负数、相同

开辟多线程，每个线程都有自己的工作空间与主存进行交互

/***   线程不安全: 数据有负数、相同* @author Administrator**/
public class UnsafeTest01 {public static void main(String[] args) {//一份资源UnsafeWeb12306 web=new UnsafeWeb12306();System.out.println(Thread.currentThread().getName());//多个代理new Thread(web,"马畜").start();new Thread(web,"码农").start();new Thread(web,"码蝗").start();}
}
class UnsafeWeb12306 implements Runnable{//票数private int ticketNums=10;private boolean flag=true;@Overridepublic void run() {while(flag) {test();}}private void test() {if(ticketNums<0) {flag=false;return;}//模拟延时try {Thread.sleep(200);} catch (InterruptedException e) {// TODO Auto-generated catch blocke.printStackTrace();}System.out.println(Thread.currentThread().getName()+"-->"+ticketNums--);}
}

线程不安全：取钱

/*** 线程不安全：取钱* @author Administrator**/
public class UnsafeTest02 {public static void main(String[] args) {//账户Account account=new Account(100, "结婚礼金");Drawing you=new Drawing(account, 80, "可悲的你");Drawing wife=new Drawing(account, 90, "happy的她");you.start();wife.start();}
}//账户
class Account{int money; //金额String name; //名称public Account(int money, String name) {this.money = money;this.name = name;}
}
//模拟取款
class Drawing extends Thread{Account account;  //取钱的账户int drawingMoney;  //取的钱数int packetTotal;  //口袋的总数public Drawing(Account account, int drawingMoney,String name) {super(name);this.account = account;this.drawingMoney = drawingMoney;}@Overridepublic void run() {if(account.money-drawingMoney<0) {return;}try {Thread.sleep(1000);} catch (InterruptedException e) {// TODO Auto-generated catch blocke.printStackTrace();}account.money -= drawingMoney;packetTotal+=drawingMoney;System.out.println(this.getName()+"-->账户余额为："+account.money);System.out.println(this.getName()+"-->口袋的钱为："+packetTotal);}}

线程不安全：操作容器

import java.util.ArrayList;
import java.util.List;/*** 线程不安全：操作容器* @author Administrator**/
public class UnsafeTest03 {public static void main(String[] args) {List<String> list=new ArrayList<String>();for(int i=0;i<1000;i++) {new Thread(()->{list.add(Thread.currentThread().getName());}).start();}System.out.println(list.size());}
}

什么是线程同步

▪ 同步问题的提出

现实生活中，我们会遇到“同一个资源，多个人都想使用”的问题。比如：教室里，只有一台电脑，多个人都想使用。天然的解决办法就是，在电脑旁边，大家排队。前一人使用完后，后一人再使用。

线程同步的概念

处理多线程问题时，多个线程访问同一个对象，并且某些线程还想修改这个对象。这时候，我们就需要用到“线程同步”。线程同步其实就是一种等待机制，多个需要同时访问此对象的线程进入这个对象的等待池形成队列，等待前面的线程使用完毕后，下一个线程再使用。

由于同一进程的多个线程共享同一块存储空间，在带来方便的同时，也带来了访问冲突的问题。为了保证数据在方法中被访问时的正确性，在访问时加入锁机制（synchronized），当一个线程获得对象的排他锁，独占资源，其他线程必须等待，使用后释放锁即可。

存在以下问题：1. 一个线程持有锁会导致其他需要此锁的线程挂起

2. 在多线程竞争下，加锁、释放锁会导致比较多的上下文切换和调度延时，引起性能问题

3. 如果一个优先级高的线程等待一个优先级低的线程释放会导致优先级倒置，引起性能问题。

由于可以通过 private 关键字来保证数据对象只能被方法访问，所以我们只需针对方法提出一套机制，这套机制就是synchronized关键字，它包括两种用法：synchronized 方法和 synchronized 块。

▪ synchronized 方法

通过在方法声明中加入 synchronized关键字来声明，语法如下：

synchronized 方法控制对“对象的类成员变量”的访问：每个对象对应一把锁，每个 synchronized 方法都必须获得调用该方法的对象的锁方能执行，否则所属线程阻塞，方法一旦执行，就独占该锁，直到从该方法返回时才将锁释放，此后被阻塞的线程方能获得该锁，重新进入可执行状态。

synchronized 方法的缺陷：若将一个大的方法声明为synchronized 将会大大影响效率。

线程安全: 在并发时保证数据的正确性、效率尽可能高
* synchronized
* 1、同步方法
* 2、同步块

/*** * 线程安全: 在并发时保证数据的正确性、效率尽可能高* synchronized* 1、同步方法* 2、同步块* @author Administrator**/
public class SynTest01 {public static void main(String[] args) {//一份资源SafeWeb12306 web =new SafeWeb12306();//多个代理new Thread(web,"码畜").start();new Thread(web,"码农").start();new Thread(web,"码蟥").start();;}}class SafeWeb12306 implements Runnable{//票数private int ticketNums =10;private boolean flag = true;@Overridepublic void run() {while(flag) {try {Thread.sleep(100);} catch (InterruptedException e) {e.printStackTrace();}test();}} //线程安全  同步public synchronized void test() {if(ticketNums<=0) {flag = false;return ;}//模拟延时try {Thread.sleep(200);} catch (InterruptedException e) {e.printStackTrace();}System.out.println(Thread.currentThread().getName()+"-->"+ticketNums--);}
}

//目标不对锁定失败

同步块：synchronized(obj){} obj 称为同步监视器

块：局部块构造块静态块普通块

同步方法中无需指定同步监视器，因为同步方法的同步监视器是this即对象本身，或class即类的模子

/*** 线程安全: 在并发时保证数据的正确性、效率尽可能高* synchronized* 1、同步方法* 2、同步块 ,目标更明确* @author Administrator**/
class Account{int money;String name;public Account(int money, String name) {this.money = money;this.name = name;}
}public class SynBlockTest01 {public static void main(String[] args) {      //账户Account account =new Account(100,"结婚礼金");SynDrawing you = new SynDrawing(account,80,"可悲的你");SynDrawing wife = new SynDrawing(account,90,"happy的她");you.start();wife.start();}
} //模拟取款 线程安全
class SynDrawing extends Thread{Account account ; //取钱的账户int drawingMoney ;//取的钱数int packetTotal ; //口袋的总数  public SynDrawing(Account account, int drawingMoney,String name) {super(name);this.account = account;this.drawingMoney = drawingMoney;}@Overridepublic void run() {test() ;}//目标锁定accountpublic  void test() {//提高性能if(account.money<=0) {return ;}//同步块synchronized(account) {if(account.money -drawingMoney<0) {return; }try {Thread.sleep(1000);} catch (InterruptedException e) {e.printStackTrace();}account.money -=drawingMoney;packetTotal +=drawingMoney;System.out.println(this.getName()+"-->账户余额为:"+account.money);System.out.println(this.getName()+"-->口袋的钱为:"+packetTotal);}}
}

线程安全：操作容器

import java.util.ArrayList;
import java.util.List;/*** 线程安全：操作容器* @author Administrator**/
public class SynBlockTest02 {public static void main(String[] args) throws InterruptedException {List<String> list=new ArrayList<String> ();for(int i=0;i<10000;i++) {new Thread(()-> {//同步块synchronized (list) {list.add(Thread.currentThread().getName());}}).start();}Thread.sleep(1000);System.out.println(list.size());}
}

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