Java之多线程同步的五种方法

同步方法(synchronized)

即有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,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

public class Bank {  

private int count =0;//账户余额 

//存钱: 
public synchronized void addMoney(int money){  
        count +=money;  
        System.out.println(System.currentTimeMillis()+"存进："+money);  
    }  

//取钱: 
public synchronized void subMoney(int money){  
if(count-money < 0){  
            System.out.println("余额不足");  
return;  
        }  
        count -=money;  
        System.out.println(+System.currentTimeMillis()+"取出："+money);  
    }  

//查询: 
public void lookMoney(){  
        System.out.println("账户余额："+count);  
    }  
}

同步代码块(synchronized)

即有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

public class Bank {  

private int count =0;//账户余额 

//存钱: 
public void addMoney(int money){  
        synchronized (this) {  
            count +=money;  
        }  
        System.out.println(System.currentTimeMillis()+"存进："+money);  
    }  

//取钱: 
public void subMoney(int money){  
        synchronized (this) {  
if(count-money < 0){  
                System.out.println("余额不足");  
return;  
            }  
            count -=money;  
        }  
        System.out.println(+System.currentTimeMillis()+"取出："+money);  
    }  

//查询: 
public void lookMoney(){  
        System.out.println("账户余额："+count);  
    }  
}

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

使用特殊域变量(Volatile)实现线程同步

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

public class Bank {  

private volatile int count = 0;// 账户余额 

// 存钱: 
public void addMoney(int money) {  
        count += money;  
        System.out.println(System.currentTimeMillis() + "存进：" + money);  
    }  

// 取钱 
public void subMoney(int money) {  
if (count - money < 0) {  
            System.out.println("余额不足");  
return;  
        }  
        count -= money;  
        System.out.println(+System.currentTimeMillis() + "取出：" + money);  
    }  

// 查询 
public void lookMoney() {  
        System.out.println("账户余额：" + count);  
    }  
}

因为volatile不能保证原子操作导致的,因此volatile不能代替synchronized,此外volatile会组织编译器对代码优化,因此能不使用它就不适用它吧,它的原理是每次要线程要访问volatile修饰的变量时都是从内存中读取,而不是存缓存当中读取,因此每个线程访问到的变量值都是一样的,这样就保证了同步

使用重入锁实现线程同步

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方法和快具有相同的基本行为和语义,并且扩展了其能力

ReenreantLock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

public class Bank {  

private  int count = 0;// 账户余额 

//需要声明这个锁: 
private Lock lock = new ReentrantLock();  

// 存钱: 
public void addMoney(int money) {  
lock.lock();//上锁 
try{  
        count += money;  
        System.out.println(System.currentTimeMillis() + "存进：" + money);  
        }finally{  
lock.unlock();//解锁 
        }  
    }  

// 取钱: 
public void subMoney(int money) {  
lock.lock();  
try{  

if (count - money < 0) {  
            System.out.println("余额不足");  
return;  
        }  
        count -= money;  
        System.out.println(+System.currentTimeMillis() + "取出：" + money);  
        }finally{  
lock.unlock();  
        }  
    }  

// 查询: 
public void lookMoney() {  
        System.out.println("账户余额：" + count);  
    }  
}

效果和前两种方法差不多,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 ,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

使用局部变量实现线程同步

public class Bank {  

private static ThreadLocal<Integer> count = new ThreadLocal<Integer>(){  

        @Override  
protected Integer initialValue() {  
return 0;  
        }  
    };  

// 存钱: 
public void addMoney(int money) {  
        count.set(count.get()+money);  
        System.out.println(System.currentTimeMillis() + "存进：" + money);  

    }  

// 取钱: 
public void subMoney(int money) {  
if (count.get() - money < 0) {  
            System.out.println("余额不足");  
return;  
        }  
        count.set(count.get()- money);  
        System.out.println(+System.currentTimeMillis() + "取出：" + money);  
    }  

// 查询: 
public void lookMoney() {  
        System.out.println("账户余额：" + count.get());  
    }  
}

这里我们看看ThreadLocal的原理:

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,现在明白了吧,原来每个线程运行的都是一个副本,也就是说存钱和取钱是两个账户,知识名字相同而已

ThreadLocal与同步机制的介绍:

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

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