java 多线程同步_详解Java多线程编程中的线程同步方法
1、多線程的同步：
1.1、同步機制：在多線程中，可能有多個線程試圖訪問一個有限的資源，必須預防這種情況的發生。所以引入了同步機制：在線程使用一個資源時為其加鎖，這樣其他的線程便不能訪問那個資源了，直到解鎖后才可以訪問。
1.2、共享成員變量的例子：成員變量與局部變量：
成員變量：
如果一個變量是成員變量，那么多個線程對同一個對象的成員變量進行操作，這多個線程是共享一個成員變量的。
局部變量：
如果一個變量是局部變量，那么多個線程對同一個對象進行操作，每個線程都會有一個該局部變量的拷貝。他們之間的局部變量互不影響。
下面舉例說明：
實現了Runnable的線程類：
class MyThread3 implements Runnable{
//兩個線程操作同一個對象，共享成員變量
//int i;
@Override
public void run() {
//兩個線程操作同一個對象，各自保存局部變量的拷貝
int i = 0;
while(i<100){
System.out.println(i);
i++;
try {
Thread.sleep(100);
} catch (InterruptedException e) {
e.printStackTrace();
}
}
}
}
在main方法中用兩個線程操作同一個對象：
public static void main(String[] args) {
MyThread3 myThread = new MyThread3();
//下面兩個線程對同一個對象(Runnable的實現類對象)進行操作
Thread thread = new Thread(myThread);
Thread thread2 = new Thread(myThread);
//各自保存局部變量的拷貝，互不影響，輸出200個數字
thread.start();
thread2.start();
}
這里如果把i變成成員變量，則輸出100個數字。
1.3、共享資源導致的讀取錯誤下面舉個例子，兩個線程共用一個Number對象，通過Number類的getNumber方法獲取數據，讀取數據并改寫時，發現了重復讀操作：
首先創建一個Number類：
class Number{
private int number = 10;
public String getNumber(int i){
if(number > 0){
try {
Thread.sleep(100);
} catch (InterruptedException e) {
e.printStackTrace();
}
number -= i;
return "取出"+i+"成功，剩余數量："+number;
}
return "取出"+i+"失敗，剩余數量："+number;
}
}
線程類，在線程類中的私有屬性包含了Number類的引用：
class MyThread4 extends Thread{
//兩個線程操作同一個對象，共享成員變量
Number number;
public MyThread4(Number number){
this.number = number;
}
@Override
public void run() {
System.out.println(number.getNumber(8));
}
}
在main函數中創建兩個線程類，包含了同一個Number類實例的引用：
public static void main(String[] args) {
Number number = new Number();
//兩個線程操作同一個對象，共享對象number的成員變量number
MyThread4 myThread = new MyThread4(number);
MyThread4 myThread2 = new MyThread4(number);
myThread.start();
myThread2.start();
}
這樣，當第一個線程讀取Number中的number變量時先保存下來再休眠0.1秒，然后第二個線程再讀取number變量并保存，此時兩個線程保存了同樣的數字，在修改時，也就導致修改了同一個數字兩次。
2、同步機制的實現：
在多線程并發編程中Synchronized一直是元老級角色，很多人都會稱呼它為重量級鎖，但是隨著Java SE1.6對Synchronized進行了各種優化之后，有些情況下它并不那么重了”
Java中的每一個對象都可以作為鎖。
對于同步方法，鎖是當前實例對象。
對于靜態同步方法，鎖是當前對象的Class對象。
對于同步方法塊，鎖是Synchonized括號里配置的對象。
當一個線程試圖訪問同步代碼塊時，它首先必須得到鎖，退出或拋出異常時必須釋放鎖。
2.1、使用synchronized關鍵字創建synchronized方法：使用synchronized關鍵字，該關鍵字修飾的方法叫做同步方法。
Java中每個對象都有一個鎖或者稱為監視器，當訪問某個對象的synchronized方法時，表示將該對象上鎖，而不僅僅是為該方法上鎖。
這樣如果一個對象的synchronized方法被某個線程執行時，其他線程無法訪問該對象的任何synchronized方法(但是可以調用其他非synchronized的方法)。直至該synchronized方法執行完。
靜態的synchronized方法調用情況：
當調用一個對象的靜態synchronized方法時，它鎖定的并不是synchronized方法所在的對象，而是synchronized方法所在對象對應的Class對象。這樣，其他線程就不能調用該類的其他靜態synchronized方法了，但是可以調用非靜態的synchronized方法。
結論：執行靜態synchronized方法鎖方法所在對象，執行非靜態synchronized方法鎖方法所在對象對應的Class對象。
下面是多線程調用靜態的方法的例子，由于鎖定了方法所在對象對應的Class對象，其他線程無法調用該方法所在對象其他的靜態synchronized方法：
/**
* 定義一個類，包含了線程類需要調用的方法
*/
class Compute1{
//這時如果某個線程調用該方法，
//將鎖定synchronized方法所在對象對應的class對象，
//而不是鎖定synchronized方法所在對象
public synchronized static void execute(){
for(int i = 0; i<100; i++){
try {
Thread.sleep(100);
} catch (InterruptedException e) {
e.printStackTrace();
}
System.out.println("compute1:execute1 " + i++);
}
}
public synchronized static void execute2(){
for(int i = 0; i<100; i++){
try {
Thread.sleep(100);
} catch (InterruptedException e) {
e.printStackTrace();
}
System.out.println("compute1:execute2 " + i++);
}
}
}
main方法中兩個線程分別調用同一個對象的兩個static synchronized方法：
public static void main(String[] args) {
Compute1 com = new Compute1();
Thread thread1 = new Thread1(com);
Thread thread2 = new Thread2(com);
thread1.start();
thread2.start();
}
一次只能調用一個靜態方法，直到執行完成。
2.2、使用synchronized創建同步代碼塊：通過使用synchronized同步代碼塊，鎖定一個對象，該對象作為可執行的標志從而達到同步的效果：
/**
* 定義一個類，包含了線程類需要調用的方法
*/
class Compute1{
//通過同步代碼塊鎖定object1對象進行鎖定了其他同樣的synchronized代碼塊
private Object object1 = new Object();
public void execute(){
synchronized(object1){
for(int i = 0; i<100; i++){
try {
Thread.sleep(100);
} catch (InterruptedException e) {
e.printStackTrace();
}
System.out.println("compute1:execute1 " + i++);
}
}
}
public synchronized void execute2(){
synchronized(object1){
for(int i = 0; i<100; i++){
try {
Thread.sleep(100);
} catch (InterruptedException e) {
e.printStackTrace();
}
System.out.println("compute1:execute2 " + i++);
}
}
}
}
如果想要使用synchronized同步代碼塊達到和使用synchronized方法同樣的效果，可以鎖定this引用：
synchronized(this){
…
}
2.3、synchronized方法和synchronized同步代碼塊的區別：synchronized同步代碼塊只是鎖定了該代碼塊，代碼塊外面的代碼還是可以被訪問的。
synchronized方法是粗粒度的并發控制，某一個時刻只能有一個線程執行該synchronized方法。
synchronized同步代碼塊是細粒度的并發控制，只會將塊中的代碼同步，代碼塊之外的代碼可以被其他線程同時訪問。
總結
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