00 java并发编程-线程基础

并发编程--线程基础

1. 当多个线程访问某一个类（对象或方法）时：这个类始终都能表现正确的行为，那么这个类（对象或方法）就是线程安全的
2. 多个线程多个锁：每个线程都可以拿到自己指定的锁，分别获取锁之后，执行synchronized修饰的方法体内容；
3. 对象锁的同步和异步问题;
4. 脏读

一.线程安全

当多个线程访问某一个类（对象或方法）时：这个类始终都能表现正确的行为，那么这个类（对象或方法）就是线程安全的。

Synchronized ：可以在任意对象以及方法上加锁，而加锁的这段代码成为“互斥区”/"临界区"。

实例 thread01：
当多个线程访问myThread的run方法时，以排队的方式进行处理（这里排对是按照 CPU分配的先后顺序而定的），一个线程想要执行synchronized修饰的方法里的代码：

• 尝试获得锁
• 如果拿到锁，执行synchronized代码体内容；拿不到锁，这个线程就会不断的尝试获得这把锁，直到拿到为止，而且是多个线程同时去竞争这把锁。（也就是会有锁竞争的问题）

/**
 * 线程安全概念：当多个线程访问某一个类（对象或方法）时，这个对象始终都能表现出正确的行为，那么这个类（对象或方法）就是线程安全的。
 * synchronized：可以在任意对象及方法上加锁，而加锁的这段代码称为"互斥区"或"临界区"
 * @@author Maozw
 *
 */
public class MyThread extends Thread{
    private int count = 5 ;
    //synchronized加锁
    @Override
    public synchronized void run(){
        count--;
        System.out.println(currentThread().getName() + " count = "+ count);
    }

    public static void main(String[] args) {
        MyThread myThread = new MyThread();
        Thread t1 = new Thread(myThread,"t1");
        Thread t2 = new Thread(myThread,"t2");
        Thread t3 = new Thread(myThread,"t3");
        Thread t4 = new Thread(myThread,"t4");
        Thread t5 = new Thread(myThread,"t5");
        t1.start();
        t2.start();
        t3.start();
        t4.start();
        t5.start();
    }
}

2. 多个线程多个锁：每个线程都可以拿到自己指定的锁，分别获取锁之后，执行synchronized修饰的方法体内容；

• 关键字synchronized取得的锁都是对象锁，而不是把一段代码（方法）当做锁;所以代码中哪个线程先执行synchronized关键字的方法，哪个线程就持有该方法所属对象的锁（Lock），两个对象，两个线程分别获得是两个不同的锁，互不影响；
• 有一种情况列外：即静态方法上加synchronized关键字：在静态方法上加synchronized关键字，表示锁定.class类，类一级别的锁（独占.class类）。
  实例：MultiThread.java

/**
 * 关键字synchronized取得的锁都是对象锁，而不是把一段代码（方法）当做锁，
 * 所以代码中哪个线程先执行synchronized关键字的方法，哪个线程就持有该方法所属对象的锁（Lock），
 * 在静态方法上加synchronized关键字，表示锁定.class类，类一级别的锁（独占.class类）。
 * @author Maozw
 *
 */
public class MultiThread {

    private int num = 0;

    /** static */
    public synchronized void printNum(String tag){
        try {

            if(tag.equals("a")){
                num = 100;
                System.out.println("tag a, set num over!");
                Thread.sleep(1000);
            } else {
                num = 200;
                System.out.println("tag b, set num over!");
            }

            System.out.println("tag " + tag + ", num = " + num);

        } catch (InterruptedException e) {
            e.printStackTrace();
        }
    }

    //注意观察run方法输出顺序
    public static void main(String[] args) {
        //俩个不同的对象
        final MultiThread m1 = new MultiThread();
        final MultiThread m2 = new MultiThread();

        Thread t1 = new Thread(new Runnable() {
            @Override
            public void run() {
                m1.printNum("a");
            }
        });

        Thread t2 = new Thread(new Runnable() {
            @Override
            public void run() {
                m2.printNum("b");
            }
        });     

        t1.start();
        t2.start();

    }
}

3. 对象锁的同步和异步问题

• 同步：synchronized
  同步的概念就是共享，其实需要记住线程要"共享"变量就可以，如果没有共享变量就无所谓同步；
• 异步：asynchronized
  异步的概念就是独立：相互之间不受制约。
  同步的目的就是为了线程安全：对于线程安全无非就是满足俩特性：
  • 原子性
  • 可见性

实例MyObject.java
说明：

• t1线程先持有object对象的Lock锁，t2线程可以以异步的方式调用对象中的非synchronized修饰的方法
• t1线程先持有object对象的Lock锁，t2线程如果在这个时候调用对象中的同步（synchronized）方法则需等待，也就是同步

/**
 * 对象锁的同步和异步问题
 * @@author Maozw
 *
 */
public class MyObject {

    public synchronized void method1(){
        try {
            System.out.println(Thread.currentThread().getName());
            Thread.sleep(4000);
        } catch (InterruptedException e) {
            e.printStackTrace();
        }
    }

    /** synchronized */
    public void method2(){
            System.out.println(Thread.currentThread().getName());
    }

    public static void main(String[] args) {

        final MyObject mo = new MyObject();

        /**
         * 
         * t1线程先持有object对象的Lock锁，t2线程可以以异步的方式调用对象中的非synchronized修饰的方法
         * t1线程先持有object对象的Lock锁，t2线程如果在这个时候调用对象中的同步（synchronized）方法则需等待，也就是同步
         */
        Thread t1 = new Thread(new Runnable() {
            @Override
            public void run() {
                mo.method1();
            }
        },"t1");

        Thread t2 = new Thread(new Runnable() {
            @Override
            public void run() {
                mo.method2();
            }
        },"t2");

        t1.start();
        t2.start();
    }
}

4. 脏读

对于对象的同步和异步方法，我们设计程序一定要考虑整体，不然会出现数据不一致的问题，经典Demo就是脏读
实例：DirtyRead.java
说明：

• 在对一个对象的方法进行加锁的时候，需要考虑业务的整体性，即为setValue/getValue方法同事加锁synchronized同步关键字，保证业务的原子性，不然会出现数据不一致的问题

/**
 * 业务整体需要使用完整的synchronized，保持业务的原子性。
 * @@author Maozw
 *
 */
public class DirtyRead {

    private String username = "bjsxt";
    private String password = "123";

    public synchronized void setValue(String username, String password){
        this.username = username;

        try {
            Thread.sleep(2000);
        } catch (InterruptedException e) {
            e.printStackTrace();
        }

        this.password = password;

        System.out.println("setValue最终结果：username = " + username + " , password = " + password);
    }

    public void getValue(){
        System.out.println("getValue方法得到：username = " + this.username + " , password = " + this.password);
    }


    public static void main(String[] args) throws Exception{

        final DirtyRead dr = new DirtyRead();
        Thread t1 = new Thread(new Runnable() {
            @Override
            public void run() {
                dr.setValue("z3", "456");       
            }
        });
        t1.start();
        Thread.sleep(1000);

        dr.getValue();
    }
}