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J的ava线程同步的解决方案——synchronized与Lock
Java线程同步的解决方案——synchronized与Lock
要说明线程同步问题首先要说明Java线程的两个特性,可见性和有序性。多个线程之间是不能直接传递数据交互的,它们之间的交互只能通过共享变量来实现。例如,假设在多个线程之间共享了Count类的一个对象,Count类有一个私有域num和一个公有方法count(),count()方法对num进行加1操作。这个对象是被创建在主内存(堆内存)中,每个线程都有自己的工作内存(线程栈),工作内存存储了主内存Count对象的一个副本,当线程操作Count对象时,首先从主内存复制Count对象到工作内存中,然后执行代码count.count(),改变了num值,最后用工作内存Count刷新主内存Count。当一个对象在多个内存中都存在副本时,如果一个内存修改了共享变量,其它线程也应该能够看到被修改后的值,此为可见性。多个线程执行时,CPU对线程的调度是随机的,我们不知道当前程序被执行到哪步就切换到了下一个线程,一个最经典的例子就是银行汇款问题,一个银行账户存款100,这时一个人从该账户取10元,同时另一个人向该账户汇10元,那么余额应该还是100。那么此时可能发生这种情况,A线程负责取款,B线程负责汇款,A从主内存读到100,B从主内存读到100,A执行减10操作,并将数据刷新到主内存,这时主内存数据100-10=90,而B内存执行加10操作,并将数据刷新到主内存,最后主内存数据100+10=110,显然这是一个严重的问题,我们要保证A线程和B线程有序执行,先取款后汇款或者先汇款后取款,此为有序性。
先用代码来展示一下线程同步问题:
[java] view plain copy 在CODE上查看代码片派生到我的代码片
public class TraditionalThreadSynchronized {
public static void main(String[] args) {
final Outputter output = new Outputter();
new Thread() {
public void run() {
output.output(zhangsan);
}
}.start();
new Thread() {
public void run() {
output.output(lisi);
}
}.start();
}
}
class Outputter {
public void output(String name) {
// TODO 为了保证对name的输出不是一个原子操作,这里逐个输出name的每个字符
for(int i = 0; i name.length(); i++) {
System.out.print(name.charAt(i));
Thread.sleep(10);
}
}
}
运行结果:
[java] view plain copy 在CODE上查看代码片派生到我的代码片
zhliansigsan
输出的字符串被打乱了,我们期望的输出结果是zhangsanlisi。这就是线程同步问题,我们希望output方法被一个线程完整的执行完之后再切换到下一个线程。
下面介绍线程同步的解决方案——synchronized关键字和Lock框架。
一、synchronized实现线程同步
Java中使用synchronized保证一段代码在多线程执行时是互斥的,有两种用法:
1、使用synchronized将需要互斥的代码包含起来,并上一把锁。
[java] view plain copy 在CODE上查看代码片派生到我的代码片
{
synchronized (this) {
for(int i = 0; i name.length(); i++) {
System.out.print(name.charAt(i));
}
}
}
这把锁必须是
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