十八、线程同步、线程异步和锁机制synchronized

妖精的绣舞 提交于 2019-12-23 20:13:28

1、线程模型

1)线程异步:多个线程之间独立执行,谁也不用等谁
     线程同步:一个线程必需等另外一个线程执行完毕之后才能执行

备注:为了数据的安全,尽管应用程序的使用率低,但是为了保证数据是安全的,必须加入线程同步机制,线程同步机制使程序变成了(等同)单线程

2)什么条件下要使用线程同步?
第一: 必须是多线程环境
第二: 多线程环境共享同一个数据
第三: 共享的数据涉及到修改操作

3)同步方法和同步代码块的区别:
在 Java 语言中,每一个对象有一把锁。线程可以使用 synchronized 关键字来获取对象上的锁。synchronized 关键字可应用在方法级别(粗粒度锁)或者是代码块级别(细粒度锁)

2、synchronized 锁的一些概念:

1)

java的内置锁:每个java对象都可以用做一个实现同步的锁,这些锁称为内置锁。线程进入同步代码块或方法的时候会自动获得该锁,在退出同步代码块或方法时会释放该锁。获得内置锁的唯一途径就是进入这个锁的保护的同步代码块或方法

java内置锁是一个互斥锁,这就是意味着最多只有一个线程能够获得该锁,当线程A尝试去获得线程B持有的内置锁时,线程A必须等待或者阻塞,直到线程B释放这个锁,如果B线程不释放这个锁,那么A线程将永远等待下去

java的对象锁和类锁:java的对象锁和类锁在锁的概念上基本上和内置锁是一致的,但是,两个锁实际是有很大的区别的,对象锁是用于对象实例方法,或者一个对象实例上的,类锁是用于类的静态方法或者一个类的class对象上的。我们知道,类的对象实例可以有很多个,但是每个类只有一个class对象,所以不同对象实例的对象锁是互不干扰的,但是每个类只有一个类锁。但是有一点必须注意的是,其实类锁只是一个概念上的东西,并不是真实存在的,它只是用来帮助我们理解锁定实例方法和静态方法的区别的

2)synchronized的用法:synchronized  方法和synchronized  代码块

 

|示例:异步线程对同一账户进行取款操作|

存在t1已经取过款,但是t2取款后的余额显示的是t1未取款之前的金额

public class ThreadTest09 {
   public static void main(String[] args) {
    //创建一个公共账户:存款10000
    Account publicAccount=new Account("acc-001",10000);
  
    //异步线程同时对同一账户进行取款操作:
    Processor09 pro=new Processor09(publicAccount);
    Thread t1=new Thread(pro);
    Thread t2=new Thread(pro);
    t1.setName("t1");
    t2.setName("t2");
    //启动线程取款
    t1.start();
    t2.start();
 }
}
//取款线程
class Processor09 implements Runnable{
   Account acc;
   public Processor09(Account account){
      this.acc=account;
   }

   @Override
   public void run() {
      acc.withDraw(1000);
      System.out.println(Thread.currentThread().getName()+"线程    "+
        acc.getActno()+"账户"+"取款成功,余额:"+acc.getBalance());
   }
 
}

//账户信息:
class Account{ 
   private String actno;
   private double balance;
   public Account(){
  
   }
   public String getActno() {
      return actno;
   }
   public void setActno(String actno) {
      this.actno = actno;
   }
   public double getBalance() {
      return balance;
   }
   public void setBalance(double balance) {
      this.balance = balance;
   }
   public Account(String actno, double balance) {
      super();
      this.actno = actno;
      this.balance = balance;
 }
   //对外提供一个取款的方法:
   public void withDraw(double money){
      double before=this.balance;
      double after=before-money;
      this.setBalance(after);
 }
}

|对取款的方法加synchronized,以确保数据安全|

//使用同步线程机制以保障数据的安全
public class ThreadTest09 {
 public static void main(String[] args) {
    //创建一个公共账户:存款10000
    Account publicAccount=new Account("acc-003",20000);
  
    Processor09 pro=new Processor09(publicAccount);
    Thread t1=new Thread(pro);
    Thread t2=new Thread(pro);
    t1.setName("t1");
    t2.setName("t2");
    //启动线程取款
    t1.start();
    t2.start();
   }
}
//取款线程
class Processor09 implements Runnable{
   Account acc;
   public Processor09(Account account){
      this.acc=account;
   }

   @Override
   public void run() {
      acc.withDraw(1000);
      System.out.println(Thread.currentThread().getName()+"线程    "+
        acc.getActno()+"账户"+"取款成功,余额:"+acc.getBalance());
   }
}

//账户信息:
class Account{ 
   private String actno;
   private double balance;
   public Account(){
  
   }
   public String getActno() {
      return actno;
   }
   public void setActno(String actno) {
      this.actno = actno;
   }
   public double getBalance() {
      return balance;
   }
   public void setBalance(double balance) {
      this.balance = balance;
   }
   public Account(String actno, double balance) {
      super();
      this.actno = actno;
      this.balance = balance;
   }
   //对外提供一个取款的方法:
   public synchronized void withDraw(double money){
      double before=this.balance;
      double after=before-money;
      synchronized(this){
       try {
          Thread.sleep(1000);
       } catch (InterruptedException e) {
          // TODO Auto-generated catch block
          e.printStackTrace();
       }
       //更新账户余额
       this.setBalance(after);
  }
 }
}

|示例:静态方法上添加synchronized锁设置|

synchronized添加到静态方法上,线程执行此方法的时候会找类锁

public class ThreadTest10 {
 public static void main(String[] args) {
    Thread thread1=new Thread(new Processor10());
    Thread thread2=new Thread(new Processor10());
    thread1.setName("t1");
    thread2.setName("t2");
    thread1.start();
    try {
       thread1.sleep(9000);
    } catch (InterruptedException e) {
       // TODO Auto-generated catch block
       e.printStackTrace();
    }
      thread2.start();
   }
}
class Processor10 implements Runnable{

   @Override
   public void run() {
      if("t1".equals(Thread.currentThread().getName())){
         MyClass.m1();
      }
      if("t2".equals(Thread.currentThread().getName())){
         MyClass.m2();
      }
 }
 
}


class MyClass{
 public  synchronized static void m1(){
    try {
       Thread.sleep(1000);
       System.out.println("m1-->"+"方法执行");
    } catch (InterruptedException e) {
       // TODO Auto-generated catch block
       e.printStackTrace();
   }
 }
/* m2方法不会等m1结束,就会执行,因为该方法没有被synchronized修饰
  public  static void m2(){
  System.out.println("m2-->"+"方法执行");
 }
*/
 //m2方法的执行需要等m1方法执行完,因为m2方法的执行需要类所,而类锁只有一个
  public synchronized static void m2(){
    System.out.println("m2-->"+"方法执行");
 }
}

 |示例:两个线程对一个共享的数据操作|

t1线程和t2线程对同一个num  操作
t1输出1个,t1唤醒其他的线程,t1等待
t2输出1个,t2唤醒其他的线程,t2等待

public class Num {
   int count;
   public Num(int count){
       this.count=count;
   }
   //打印奇数的方法
   public synchronized void printOdd(){
      System.out.println(Thread.currentThread().getName()+"-->"+(count++));
      this.notifyAll();
      try {
         Thread.sleep(1000);
         this.wait();//t1线程无期限的等待
      } catch (InterruptedException e) {
         // TODO Auto-generated catch block
         e.printStackTrace();
      }
  }
   //打印偶数的方法
   public synchronized void printEven(){
      System.out.println(Thread.currentThread().getName()+"-->"+(count++));
      this.notifyAll();
      try {
         Thread.sleep(1000);
         this.wait();//t2线程无期限的等待
      } catch (InterruptedException e) {
         // TODO Auto-generated catch block
       e.printStackTrace();
    }
 }
}

//线程1   负责打印奇数
public class PrintOdd implements Runnable {
   Num num;
   PrintOdd(Num num){
      this.num=num;
   }
   @Override
   public void run() {
      //打印基数:
      while(true){
        num.printOdd();
  }
 }
}

//线程2  打印偶数
public class PrintEven implements Runnable {
   Num num;
   PrintEven(Num num){
      this.num=num;
   }
   @Override
   public void run() {
      while(true){
        num.printEven();
  }
 }
}

public class ThreadTest11 {
 public static void main(String[] args) {
    Num num=new Num(1);
    Thread thread1=new Thread(new PrintOdd(num));
    thread1.setName("t1");
    Thread thread2=new Thread(new PrintEven(num));
    thread2.setName("t2");
    thread1.start();
    thread2.start();
   }
}

 

易学教程内所有资源均来自网络或用户发布的内容,如有违反法律规定的内容欢迎反馈
该文章没有解决你所遇到的问题?点击提问,说说你的问题,让更多的人一起探讨吧!