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java并发知识点(3)-同步

java并发知识点(3)-同步

作者: 奔跑的蛙牛 | 来源:发表于2018-08-01 21:31 被阅读0次

    1. 同步

    两个或两个以上的线程如何共享同一对数据的存取

    为了解决以上问题需要竞争条件

    1.1 竞争条件的一个例子

    为了避免多线程引起对共享数据的误操作,必须要同步存取

    模拟银行转账代码

    public void transfer(int from,int to,double amount){

        System.out.print(Thread.currentThread());

        accounts[from]-=amount;

        System.out.printf("%10.2f, from %d to %d",amount,from,to);

        System.out.printf("total balance: %10.2f%n",getTotalBalance;

    }

    这里是Runnable类的代码,run 方法不断从一个账户转到另一个账户

    Runnable r = ()->{

        try{

            while(true){

                int toAccount = (int)(bank.size()*Math.random);

                 double amount = MAX_AMOUNT * Math.random();

                 bank.transfer(fromAccount, toAccount, amount);

                Thread, sleep((int) (DELAY * Math.random()));

            }

        }

        catch(InterraputException e)

        {

        }

    }

    我们可以确定的是总额是不变的。但是结果确是这样

    总额变化 UnsynchBankTest Bank 运行截图

    为什么会出现这种状况

    下面我们看一下详解

    两个线程同时更新一个银行账户的时候,会出现问题

    问题在于对金额的增加操作不是不可分割的原子操作

    amounts[to] 可以被处理成为以下操作

    1)将amounts[to] 加载到寄存器

    2)增加amount

    3)将结果写回amount

    // 假想第一个线程执行步骤1、2被剥夺了运行权,第二个线程被唤醒并修改了amounts之后第一个线程被唤醒,继续执行。这样第一个线程擦去第二个线程的修改

    无规律出错发生的事很可能是线程的原因

    上面代码出错的原因是transfer方法可能会被中断


    1.2 锁对象

    如果要想上述转移完成,就要让transfer方法不被中断。

    有两种方法防止代码块受并发干扰

    1. 通过ReentrantLock类

    private Lock myLock = new ReemtrantLock()  

    try{

        do some work;

    }finally{

        myLock.unlock();  // make sure the lock is unlock;

    }

    // 这一结构确保任何时刻只有一个线程进入临界区。一旦一个线程封锁了锁对象,其他任何线程都无法通过lock语句,其他线程调用lock时他们会被阻塞,知道第一个线程释放该锁对象

    执行图

    但是线程在操作不同的bank实例的时候是不会相互阻塞的

    锁是可以重入的,线程可以重复获得已经持有的锁,一个被锁保护的代码可以调用另一个使用相同锁的方法

    transfer方法调用getTotalBalance方法也会封锁bankLock对象,此时bankLock对象持有数为2,当getTotalBalance退出持有计数才会变为1,当transfer方法退出后引用计数变为0,线程释放锁

    常用锁方法

    1.3 条件对象

    通常情况下,线程进入临界区,却发现满足某一条件之后它才能执行。要使用一个条件对象来管理那些已经获得一个锁,但却不能做有用工作的线程

    我们来细化模拟银行的转账操作,避免没有足够的资金来转出

    不能使用以下的代码

    if (bank.getBalance(from) >= amount)

    bank.transfer(from, to, amount) ;

    因为线程完全有可能成功完成测试之后中断

    if (bank.getBalance(from) >= amount)

    // 可能在这里进行中断

    bank.transfer(from, to, amount) ;

    由于线程被中断了,可能线程再回来时已经余额不足,所以必须确保没有其他线程中断检查余额与转账操作。通过锁来保护检查余额与转账

    加锁控制

    线程获得了排他性访问,会一直拥有该锁。这是我们需要拥有条件锁的原因

    一个锁对象可以有一个或者多个相关的条件对象 newCondition获得条件对象

    习惯给条件对象命名所表达相关条件的名字

    class Bank {

        private Condition sufficientFunds;

        public Bank(){

            sufficientFunds = bankLock.newCondition();

        }

    }

    // 如果发现余额不足调用sufficientFunds.await()方法,线程阻塞释放该锁

    等待获得锁的线程或和调用await的方式是不同的

    线程调用await方法,进入该条件的等待集。当锁可用,该线程不能马上解除阻塞。阻塞状态,直到另一个线程调用统一条件上的signalAll方法

    signalAll方法激活因为这个条件而等待的线程,等待线程从等待集中移出,再次成为可运行的,调度器再次激活他们。它们从新竞争进入锁对象,一旦锁可用,他们中某个将从await调用返回,获得该锁从上次阻塞的地方继续运行

    一旦使用await,没法激活自身,需要寄希望与其他线程。否则永远不会运行

    注意死锁现象

    所有的线程不能均不能获得锁,造成死锁现象。程序被挂起

    基本方法

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