Java线程同步
线程同步
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多个线程操作同一个资源
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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，食堂排队打饭，每个人都想吃饭，最天然的解决办法就是，排队，一个个来。
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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，多个需要同时访问些对象的线程进入这个对象的等待池形成队列，等待前面线程使用完毕，下一个线程再使用
并发
- 并发：同一个对象被多个线程同时操作
队列和锁 解决安全性
- 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，也带来了访问冲突问题，为了保证数据在方法中被访问时在正确性，在访问时加入锁机制synchronized.当一个线程获得对象的排它锁，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：
- 一个线程持有锁会导致其他所有需要此锁的线程挂起；
- 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高度延时，引起性能问题：
- 如果一个优先级高的线程等待一个优先级低的线程释放锁会导致优先级倒置，引起性能问题。
package com.xiao.syn;
//不安全的买票
//线程不安全，有负数
public class UnsafeBuyTicket {
public static void main(String[] args) {
BuyTicket station = new BuyTicket();
new Thread(station,"我").start();
new Thread(station,"你").start();
new Thread(station,"牛").start();
}
}
class BuyTicket implements Runnable{
//票
private int ticketNums = 10;
boolean flag = true; //外部停止方式
@Override
public void run() {
//买票
while (flag){
try {
buy();
} catch (InterruptedException e) {
e.printStackTrace();
}
}
}
private void buy() throws InterruptedException {
//判断是否有票
if (ticketNums<=0){
return;
}
//模拟延时
Thread.sleep(100);
//买票
System.out.println(Thread.currentThread().getName()+"拿到"+ticketNums--);
}
}
package com.xiao.syn;
//不安全的取钱
//两个人去银行取钱，账户
public class UnsafeBank {
public static void main(String[] args) {
//帐户
Account account = new Account(100,"基金");
Drawing you = new Drawing(account,50,"你");
Drawing girlFriend = new Drawing(account,100,"girlFriend");
you.start();
girlFriend.start();
}
}
//帐户
class Account{
int money;
String name;
public Account(int money,String name){
this.money = money;
this.name = name;
}
}
//银行：模拟取款
class Drawing extends Thread{
Account account; //账户
//取了多少钱
int drawingMoney;
//现在手里有多少钱
int nowMoney;
public Drawing(Account account,int drawingMoney,String name){
super(name);
this.account = account;
this.drawingMoney = drawingMoney;
}
//取钱
@Override
public void run(){
//判断有没有钱
if (account.money-drawingMoney<0){
System.out.println(Thread.currentThread().getName()+"钱不够，取不了");
return;
}
//sleep可以放大问题的发生性
try {
Thread.sleep(1000);
} catch (InterruptedException e) {
e.printStackTrace();
}
//卡内余额 = 余额-你取的钱
account.money = account.money - drawingMoney;
//你手里的钱
nowMoney = nowMoney + drawingMoney;
System.out.println(account.name+"余额为："+account.money);
// System.out.println(this.getName()+Thread.currentThread().getName());
//Thread.currentThread().getName() = this.getName();
System.out.println(this.getName()+"手里的钱："+nowMoney);
}
}
package com.xiao.syn;
import java.util.ArrayList;
import java.util.List;
import java.util.ListIterator;
//线程不安全的集合
public class UnsafeList {
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();
}
try {
Thread.sleep(3000);
} catch (InterruptedException e) {
e.printStackTrace();
}
System.out.println(list.size());
}
}
同步方法
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由于我们可以通过private关键字来保证数据对象只能被方法访问，所以我们只需要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。
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同步方法：public synchronized void method(int args){} -
synchronized方法控制对“对象”的访问，每个对应一把锁，每个synchronized方法都必须获得调用该方法的对象的锁才能执行，否则线程会阻塞，方法一旦执行，就独占该锁，直到该方法返回才释放锁，后面被阻塞的线程才能获得这个锁，继续执行
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缺陷：若将一个大的方法申明为synchronized将会影响效率
同步方法
线程的同步与锁
信号灯法
package com.xiao.syn;
//测试生产者消费者问题2：信号灯法，标志位解决
public class TestPc2 {
public static void main(String[] args) {
TV tv = new TV();
new Player(tv).start();
new Watcher(tv).start();
}
}
//生产者--演员
class Player extends Thread{
TV tv;
public Player(TV tv){
this.tv = tv;
}
@Override
public void run() {
for (int i = 0; i < 20; i++) {
if (i%2==0){
this.tv.play("快乐");
}else {
this.tv.play("抖音");
}
}
}
}
//消费者--观众
class Watcher extends Thread{
TV tv;
public Watcher(TV tv){
this.tv = tv;
}
@Override
public void run() {
for (int i = 0; i < 20; i++) {
tv.watch();
}
}
}
//产品--节目
class TV{
//演员表演，观众等待T
//观众观看，演员等待F
String voice; //表演的节目
boolean flag = true;
//表演
public synchronized void play(String voice){
if (!flag){
try {
this.wait();
} catch (Exception e) {
e.printStackTrace();
}
}
System.out.println("演员表演了："+voice);
//通知观众观看
this.notifyAll(); //通知唤醒
this.voice = voice;
this.flag = !this.flag;
}
//观看
public synchronized void watch(){
if (flag){
try {
this.wait();
} catch (InterruptedException e) {
e.printStackTrace();
}
}
System.out.println("观看："+voice);
//通知演员表演
this.notifyAll();
this.flag = !this.flag;
}
}
使用线程池
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背景：经常创建和销毁，使用量特别大的资源，比如并发情况下的线程，对性能影响很大。
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思路：提前创建好多个线程，放入线程池中，使用时直接获取，使用完放回池中。可以避免频繁创建销毁，实现重复利用。类似生活中的公共交通工具。
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好处：
- 提高响应速度（减少创建线程的时间）
- 降低资源消耗（重复利用线程池中线程，不需要每次都创建）
- 便于线程管理（。。。）
- corePoolSize:核心池的大小
- maximunPoolSize:最大线程数
- keepAliveTime:线程没有任务时最多保持多长时间后终止
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JDK5.0起提供了线程池相关API：ExecutorService和Executor
- ExecutorService：真正的线程池接口，常见子类ThreadPoolExecutor
- void execute(Runnable command):执行任务/命令，没有返回值，一般用来执行Runnable
Future submit(Callable task):执行任务，有返回值，一般双来执行Callable - void shutdowm(): 关闭连接池
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Executor：工具类，线程池的工厂类，用于创建并返回不同类型的线程池
package com.xiao.syn;
import java.util.concurrent.ExecutorService;
import java.util.concurrent.Executors;
//测试线程池
public class TestPool {
public static void main(String[] args) {
//1.创建服务，创建线程池
//newFixedThreadPool参数为：线程池大小
ExecutorService service = Executors.newFixedThreadPool(10);
//执行
service.execute(new MyThread());
service.execute(new MyThread());
service.execute(new MyThread());
service.execute(new MyThread());
//2.关闭链接
service.shutdown();
}
}
class MyThread implements Runnable{
@Override
public void run() {
System.out.println(Thread.currentThread().getName());
}
}
总结
package com.xiao.syn;
import java.util.concurrent.Callable;
import java.util.concurrent.ExecutionException;
import java.util.concurrent.FutureTask;
//回顾总结线程的创建
public class ThreadNew {
public static void main(String[] args) {
new MyThread1().start();
new Thread(new MyTread2()).start();
FutureTask<Integer> futureTask = new FutureTask<Integer>(new MyThread3());
new Thread(futureTask).start();
try {
Integer integer = futureTask.get();
System.out.println(integer);
} catch (InterruptedException e) {
e.printStackTrace();
} catch (ExecutionException e) {
e.printStackTrace();
}
}
}
//1.继承Thread类
class MyThread1 extends Thread{
@Override
public void run() {
System.out.println("MyThread1");
}
}
//实现Runnable接口
class MyTread2 implements Runnable{
@Override
public void run() {
System.out.println("MyTread2");
}
}
//实现Callable接口
class MyThread3 implements Callable<Integer>{
@Override
public Integer call() throws Exception {
System.out.println("MyThread3");
return null;
}
}
浙公网安备 33010602011771号