线程同步

线程同步(重点）

多个线程操作同一个资源
并发：同一个的对象被多个线程操作
线程同步：一种等待机制，多个需要同时访问此对象的线程进入对象等待池形成队列，等待前面线程使用完毕，下一个线程再使用
线程同步的形成条件：队列+锁
同一进程的多个线程共享同一块存储空间，为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它锁，独占资源，其他线程必须等待，使用后释放锁即可。存在的问题：
- 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切换和调度延迟（性能换安全）
- 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

三大不安全案例

//买票
public class UnsafeBuyTicket {
    public static void main(String[] args) {
        BuyTicket buyTicket = new BuyTicket();

        new Thread(buyTicket,"a").start();
        new Thread(buyTicket,"b").start();
        new Thread(buyTicket,"c").start();

    }
}
class BuyTicket implements Runnable{
    private int ticketNum = 10;
    boolean flag = true;
    @Override
    public void run() {
        while(flag){
            try {
                buy();
            } catch (InterruptedException e) {
                e.printStackTrace();
            }
        }
    }
    private void buy() throws InterruptedException {
        if (ticketNum<=0){
            flag = false;
            return;
        }
        Thread.sleep(200);
        System.out.println(Thread.currentThread().getName()+"拿到第"+ticketNum--+"张票");
    }
}

//银行取款
public class UnsafeBank {
    public static void main(String[] args) {
        Account account = new Account(100,"压路机");
        Drawing jojo = new Drawing(account,3,"承太郎");
        Drawing dio = new Drawing(account,100,"DIO");

        jojo.start();
        dio.start();
    }
}
//账户
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;
    //取了多少钱
    int drawingMoney;
    //现在有多少钱
    int nowMoney;

    public Drawing(Account account, int drawingMoney, String name) {
        super(name);//线程的名字
        this.account = account;
        this.drawingMoney = drawingMoney;
    }

    @Override
    public void run() {
        //判断有没有钱
        if(account.money-drawingMoney<0){
            System.out.println(Thread.currentThread().getName()+"钱不够");
            return;
        }
        try {
            Thread.sleep(200);
        } catch (InterruptedException e) {
            e.printStackTrace();
        }

        account.money-=drawingMoney;
        nowMoney+=drawingMoney;
        System.out.println(account.name+"余额为："+account.money);
        System.out.println(this.getName()+"手里的钱"+nowMoney);
    }
}

//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();
        }
        System.out.println(list.size());
    }
}

同步方法

数据对象可以用private来保护，只需针对方法提出保护机制。
synchronized关键字，两种用法：synchronized方法和synchronized块
- ```
public synchronized void method(int args){}
```
synchronized方法控制对“对象”的访问，每个对象对应一把锁，每个synchronized方法必须获得调用该放的对象的锁才能执行，否则线程会阻塞；一旦执行，独占该锁，直到方法返回才释放锁。
缺陷：若将一个大的方法声明为synchronized，会大大降低效率

同步方法的弊端

方法里需要修改的内容才需要锁

同步块

synchronized(Obj){} //tip：谁变锁谁
Obj称为同步监视器
- Obj可以是任何对象，打是推荐使用共享资源作为同步监视器
- 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，是对象本身或class
同步监视器的执行过程：
1. 第一个线程访问，锁定同步监视器，执行其中的代码
2. 第二个线程访问，发现同步监视器被锁定，无法访问
3. 第二个线程访问完毕，解锁同步监视器
4. 第二个线程方法，发现同步监视器没锁，然后锁定并访问

死锁

多个线程各自占有部分共享资源，并互相等待其他线程占有的资源。
某一同步块同时拥有“两个以上对象的锁”时就可能发生死锁。
死锁产生的必要条件：
1. 互斥条件：一个资源每次只能被一个进程使用
2. 请求与保持条件：一个进程因请求资源而阻塞时，对已获得的资源保持不放
3. 不剥夺条件：进程已获得的资源，在未使用完之前，不能强行剥夺
4. 循环等待条件：若干进程之间形成一种头尾相接的循环等待资源关系
- 从以上四个角度出发解决死锁问题

Lock锁

更强大的线程同步机制，通过显示定义同步锁对象来实现同步，同步锁使用Lock对象充当
java.util.concurrent.locks Lock接口是控制多个线程对共享资源进行访问的工具。锁提供了对共享资源的独占访问，每次只能有一个线程对Lock对象加锁，线程开始访问共享资源之前应先获得Lock对象
ReentrantLock（可重入锁）类实现了Lock，拥有与synchronized相同的并发性和内存语义，在实现线程安全的控制中，比较常用的是ReentrantLock，可以显式加锁、释放锁。
对比synchronized
1. Lock是显式锁（手动开关），synchronized是隐式锁（出作用域自动释放）
2. Lock只能锁代码块，synchronized还能锁方法
3. Lock锁需要JVM调度的时间少，性能更好，并且子类多扩展性好
4. 优先使用顺序：同步代码块（已进入方法体，分配了相应资源）>同步方法（方法体之外）

private final ReentrantLock lock = new ReentrantLock();

try{
    lock.lock();
    ...
}finally{
    lock.unlock();
}

posted on 2022-06-13 09:49 NEK_SSY 阅读(24) 评论(0) 收藏举报