- 同步方法 (使用sychronized修饰的方法)
- 同步代码块 (使用sychronized修饰的语句块)
- 使用重入锁实现线程同步(ReentrantLock)
- 使用特殊域变量(volatile)实现同步(每次重新计算,安全但并非一致)
- 使用局部变量实现线程同步(ThreadLocal)以空间换时间
- 使用原子变量实现线程同步(AtomicInteger(乐观锁))
- 使用阻塞队列实现线程同步(BlockingQueue (常用)add(),offer(),put()
为什么要同步?
java允许多线程并发控制,当多个线程同时操作一个可共享的资源变量时(如数据的增删改查),将会导致数据不准确,相互之间产生冲突,因此加入同步锁以避免在该线程没有完成操作之前,被其他线程的调用,从而保证了该变量的唯一性和准确性。
1. 同步方法:synchronized关键字修饰的方法。
由于java的每个对象都有一个内置锁,当用此关键字修饰方法时,内置锁会保护整个方法。
在调用该方法前,需要获得内置锁,否则就处于阻塞状态。
代码如:
public synchronized void save(){}
注: synchronized关键字也可以修饰静态方法,此时如果调用该静态方法,将会锁住整个类
2. 同步代码块:有synchronized关键字修饰的语句块。
被该关键字修饰的语句块会自动被加上内置锁,从而实现同步
代码如:
synchronized(object){
//语句块
}
注:同步是一种高开销的操作,因此应该尽量减少同步的内容。
通常没有必要同步整个方法,使用synchronized代码块同步关键代码即可。
3.使用重入锁实现线程同步 EnentrantLock
在JavaSE5.0中新增了一个java.util.concurrent包来支持同步。
ReentrantLock类是可重入、互斥、实现了Lock接口的锁,
它与使用synchronized方法和块具有相同的基本行为和语义,并且扩展了其能力
ReentrantLock类的常用方法有:
ReentrantLock() : 创建一个ReentrantLock实例
lock() : 获得锁
unlock() : 释放锁
注:ReentrantLock()还有一个可以创建公平锁的构造方法,但由于能大幅度降低程序运行效率,不推荐使用
class Bank { private int account = 100; //需要声明这个锁 private Lock lock = new ReentrantLock(); public int getAccount() { return account; } //这里不再需要synchronized public void save(int money) { lock.lock(); try{ account += money; }finally{ lock.unlock(); //及时释放锁 } } }
关于Lock对象和synchronized关键字的选择:
a.最好两个都不用,使用一种java.util.concurrent包提供的机制,能够帮助用户处理所有与锁相关的代码。
b.如果synchronized关键字能满足用户的需求,就用synchronized,因为它能简化代码
c.如果需要更高级的功能,就用ReentrantLock类,此时要注意及时释放锁,否则会出现死锁,通常在finally代码释放锁
4. 使用特殊域变量(volatile)实现同步(每次重新计算,安全但并非一致)
a. volatile关键字为域变量的访问提供了一种免锁机制,
b. 使用volatile修饰域相当于告诉虚拟机该域可能会被其他线程更新,
c. 因此每次使用该域就要重新计算,而不是使用寄存器中的值
d. volatile不会提供任何原子操作,它也不能用来修饰final类型的变量
//需要同步的变量加上volatile private volatile int account = 100;
注:
多线程中的非同步问题主要出现在对域的读写上,如果让域自身避免这个问题,则就不需要修改操作该域的方法。
用final域,有锁保护的域和volatile域可以避免非同步的问题。
5.使用局部变量实现线程同步
如果使用ThreadLocal管理变量,则每一个使用该变量的线程都获得该变量的副本,
副本之间相互独立,这样每一个线程都可以随意修改自己的变量副本,而不会对其他线程产生影响。变量局部化。
java.lang
类 ThreadLocal<T>
java.lang.ThreadLocal<T>
直接已知子类:
ThreadLocal 类的常用方法:
ThreadLocal() : 创建一个线程本地变量
get() : 返回此线程局部变量的当前线程副本中的值
initialValue() : 返回此线程局部变量的当前线程的"初始值"
set(value) : 将此线程局部变量的当前线程副本中的值设置为value
public class Bank{ //使用ThreadLocal类管理共享变量account private static ThreadLocal<Integer> account = new ThreadLocal<Integer>(){ @Override protected Integer initialValue(){ return 100; } }; public void save(int money){ account.set(account.get()+money); } public int getAccount(){ return account.get(); }
}
注:ThreadLocal与同步(Synchronized)机制
a.ThreadLocal与同步机制都是为了解决多线程中相同变量的访问冲突问题。
b.前者采用以"空间换时间"的方法,后者采用以"时间换空间"的方式
6.使用原子变量实现线程同步
需要使用线程同步的根本原因在于对普通变量的操作不是原子的。
那么什么是原子操作呢?
原子操作就是指将读取变量值、修改变量值、保存变量值看成一个整体来操作
即:这几种行为要么同时完成,要么都不完成。
7.使用阻塞队列实现线程同步
阻塞队列与普通队列的区别在于:
当队列是空的时,从队列中获取元素的操作将会被阻塞,
或者当队列是满时,往队列里添加元素的操作会被阻塞。
试图从空的阻塞队列中获取元素的线程将会被阻塞,直到其他的线程往空的队列插入新的元素。
同样,试图往已满的阻塞队列中添加新元素的线程同样也会被阻塞,直到其他的线程使队列重新变得空闲起来,
如从队列中移除一个或者多个元素,或者完全清空队列,同时,阻塞队列里面的put、take方法是被加:synchronized 同步限制
add()方法会抛出异常 offer()方法返回false put()方法会阻塞
(1)BlockingQueue (常用)
获取元素的时候等待队列里有元素,否则阻塞
保存元素的时候等待队列里有空间,否则阻塞
用来简化生产者消费者在多线程环境下的开发
(2)ArrayBlockingQueue (数组阻塞队列)
(3)DelayQueue (延迟队列)
(4)LinkedBlockingQueue (链表阻塞队列)
(5)PriorityBlockingQueue (优先级阻塞队列)