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Java线程同步的四种方式详解

Java线程同步的四种方式详解

作者: 小二上酒8 | 来源:发表于2022-09-27 13:10 被阅读0次

    什么是线程同步

    当使用多个线程来访问同一个数据时,将会导致数据不准确,相互之间产生冲突,非常容易出现线程安全问题,如下图所示:

    比如多个线程都在操作同一数据,都打算修改商品库存,这样就会导致数据不一致的问题。

    线程同步的真实意思,其实是“排队”:几个线程之间要排队,一个一个对共享资源进行操作,而不是同时进行操作。

    所以我们用同步机制来解决这些问题,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。

    线程同步的几种方式

    1、使用synchronized关键字

    这种方式比较灵活,修饰一个代码块,被修饰的代码块称为同步语句块。

    其作用的范围是大括号{}括起来的代码,作用的对象是调用这个代码块的对象,如下格式:

    synchronized(对象) { //得到对象的锁,才能操作同步代码
     需要被同步代码;
    }
    

    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。

    具体的示例如下:

    public class SynchronizedThread { class Bank { private int account = 200; public int getAccount() { return account;
            } /**
             * 用同步方法实现
             *
             * @param money */
            public synchronized void save(int money) {
                account += money;
            } /**
             * 用同步代码块实现
             *
             * @param money */
            public void save1(int money) {
                synchronized (this) {
                    account += money;
                }
            }
        } class NewThread implements Runnable { private Bank bank; public NewThread(Bank bank) { this.bank = bank;
            }
    
            @Override public void run() { for (int i = 0; i < 10; i++) { // bank.save1(10);
                    bank.save(10);
                    System.out.println(i + "账户余额为:" + bank.getAccount());
                }
            }
    
        } /**
         * 建立线程,调用内部类 */
        public void useThread() {
            Bank bank = new Bank();
            NewThread new_thread = new NewThread(bank);
            System.out.println("线程1");
            Thread thread1 = new Thread(new_thread);
            thread1.start();
            System.out.println("线程2");
            Thread thread2 = new Thread(new_thread);
            thread2.start();
        } public static void main(String[] args) {
            SynchronizedThread st = new SynchronizedThread();
            st.useThread();
        }
    
    }
    

    2.使用ReentrantLock

    ReentrantLock类是可重入、互斥、实现了Lock接口的锁,它与使用synchronized方法具有相同的基本行为和语义,并且扩展了其能力。

    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();
                    }
    
                }
            }
    

    synchronized 与 Lock 的对比

    [ReentrantLock]是显示锁,手动开启和关闭锁,别忘记关闭锁;

    [synchronized]是隐式锁,出了作用域自动释放;

    [ReentrantLock]只有代码块锁,[synchronized]有代码块锁和方法锁;

    使用 [ReentrantLock]锁,JVM 将花费较少的时间来调度线程,线程更好,并且具有更好的扩展性(提供更多的子类);

    优先使用顺序:

    [ReentrantLock][synchronized] 同步代码块> [synchronized] 同步方法

    3.使用原子变量实现线程同步

    为了完成线程同步,我们将使用原子变量(Atomic***开头的)来实现。

    比如典型代表:AtomicInteger类存在于java.util.concurrent.atomic中,该类表示支持原子操作的整数,采用getAndIncrement方法以原子方法将当前的值递加。

    具体示例如下:

    private AtomicInteger account = new AtomicInteger(100); public AtomicInteger getAccount() { return account;
            } public void save(int money) {
                account.addAndGet(money);
            }
    

    4.ThreadLocal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,从而实现线程同步。

    具体代码示例如下:

    //只改Bank类,其余代码与上同
            public class Bank{ // 创建一个线程本地变量 ThreadLocal
                private static ThreadLocal<Integer> account = new ThreadLocal<Integer>(){
                    @Override //返回当前线程的"初始值" 
                    protected Integer initialValue(){ return 100;
                    }
                }; public void save(int money){ //设置线程副本中的值
                    account.set(account.get()+money);
                } public int getAccount(){ //返回线程副本中的值 
                    return account.get();
                }
            }
    

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