纯净、安全、绿色的下载网站

首页|软件分类|下载排行|最新软件|IT学院

当前位置:首页IT学院IT技术

Java 线程安全 Java中关于线程安全的三种解决方式

威斯布鲁克.猩猩   2021-09-14 我要评论
想了解Java中关于线程安全的三种解决方式的相关内容吗,威斯布鲁克.猩猩在本文为您仔细讲解Java 线程安全的相关知识和一些Code实例,欢迎阅读和指正,我们先划重点:Java,线程安全,Java,线程同步,下面大家一起来学习吧。

三个窗口卖票的例子解决线程安全问题

  • 问题:买票过程中,出现了重票、错票-->出现了线程的安全问题
  • 问题出现的原因:当某个线程操作车票的过程中,尚未操作完成时,其他线程参与进来,也操作车票
  • 如何解决:当一个线程a在操作ticket的时候,其他线程不能参与进来,知道线程a操作完ticket时,其他线程才可以开始操作ticket,这种情况即使线程a出现了阻塞,也不能被改变
  • 在Java中,我们通过同步机制,来解决线程的安全问题。(线程安全问题的前提:有共享数据)

方式一:同步代码块

synchronized(同步监视器){
//需要被同步的代码(或操作共享数据的代码)
}

说明:

1.操作共享数据的代码,即为需要被同步的代码(不能包含代码多了(变成单线程会效率低,也有可能会出错),也不能包含代码少了(没包的会阻塞))

2.共享数据:多个线程共同操作的变量。比如:ticket就是共享数据

3.同步监视器,俗称:锁。任何一个类的对象,都可以充当锁。

要求:多个线程必须要共用同一把锁。(特别注意!!!!!)
补充:在实现Runnable接口创建多线程的方式中,我们可以考虑使用(具体问题具体分析)this充当同步监视器

class window1 implements Runnable{
    private int ticket = 100;
//    Object obj = new Object();
    @Override
    public void run() {
        while (true){
            synchronized (this) {//此时的this:唯一的Window1的对象
//            synchronized(obj) {
                if (ticket > 0) {
                    try {
                        Thread.sleep(100);
                    } catch (InterruptedException e) {
                        e.printStackTrace();
                    }
                    System.out.println(Thread.currentThread().getName() + "卖票,票号为:" + ticket);
                    ticket--;
                } else {
                    break;
                }
            }
        }
    }
}
public class WindowTest1 {
    public static void main(String[] args) {
        window1 w = new window1();//只造了一个对象,所以100张票共享
        Thread t1 = new Thread(w);
        Thread t2 = new Thread(w);
        Thread t3 = new Thread(w);
        t1.setName("线程1");
        t2.setName("线程2");
        t3.setName("线程3");
        t1.start();
        t2.start();
        t3.start();
    }
}
class Window extends Thread{
    private static int ticket = 100;//三个窗口共享:声明为static
    private static Object obj = new Object();
    @Override
    public void run() {
        while(true) {
//                synchronized (obj) {
              synchronized (Window.class){//Class clazz = Window.class,Window.class只会加载一次
//              synchronized (this) {//错误的方式:this代表着t1,t2,t3三个对象
                        if (ticket > 0) {
                            try {
                                Thread.sleep(100);
                            } catch (InterruptedException e) {
                                e.printStackTrace();
                            }
                            System.out.println(getName() + ":卖票,票号为:" + ticket);
                            ticket--;
                        } else {
                            break;
                        }
                    }
                }
        }
    }
public class WindowTest {
    public static void main(String[] args) {
        Window t1 = new Window();
        Window t2 = new Window();
        Window t3 = new Window();
        t1.setName("窗口1");
        t2.setName("窗口2");
        t3.setName("窗口3");
        t1.start();
        t2.start();
        t3.start();
    }
}

方式二:同步方法

如果操作共享数据的代码完整的声明在一个方法中,我们不妨将此方法声明同步的。
4.同步的方式,解决了线程的安全问题。---->好处
操作同步代码时,只能有一个线程参与,其他线程等待。相当于是一个单线程的过程,效率低。--->局限性

关于同步方法的总结:
1.同步方法仍然涉及到同步监视器,只是不需要我们显式的声明。
2.非静态的同步方法,同步监视器是:this
静态的同步方法,同步监视器是:当前类本身

class window3 implements Runnable{
    private int ticket = 100;
    @Override
    public void run() {
        while (true){
            show();
        }
    }
    public synchronized void show(){//同步监视器:this(未显示声明而已)
        if (ticket > 0) {
            try {
                Thread.sleep(100);
            } catch (InterruptedException e) {
                e.printStackTrace();
            }
            System.out.println(Thread.currentThread().getName() + "卖票,票号为:" + ticket);
            ticket--;
        }
    }
}
public class WindowTest3 {
    public static void main(String[] args) {
        window3 w = new window3();
        Thread t1 = new Thread(w);
        Thread t2 = new Thread(w);
        Thread t3 = new Thread(w);
        t1.setName("线程1");
        t2.setName("线程2");
        t3.setName("线程3");
        t1.start();
        t2.start();
        t3.start();
    }
}
class Window4 extends Thread{
    private static int ticket = 100;//三个窗口共享:声明为static
    @Override
    public void run() {
        while(true){
           show();
        }
    }
    private static synchronized void show() {//同步监视器:Window4.class(类)
//        private synchronized void show() {//同步监视器:t1,t2,t3。此种解决方式是错误的
        if(ticket > 0){
            System.out.println(Thread.currentThread().getName() + ":卖票,票号为:" + ticket);
            ticket--;
        }
    }
}
public class WindowTest4 {
    public static void main(String[] args) {
        Window4 t1 = new Window4();
        Window4 t2 = new Window4();
        Window4 t3 = new Window4();
        t1.setName("窗口1");
        t2.setName("窗口2");
        t3.setName("窗口3");
        t1.start();
        t2.start();
        t3.start();
    }
}

方式三:Lock锁---JDK5.0新增

JDK5.0开始,Java提供了更强大的线程同步机制---通过显式定义同步锁对象来实现同步,同步锁使用Lock对象充当。

java.util.concurrent.locks接口是控制多个线程对共享资源进行访问的工具。锁提供了对共享资源的独占访问,每次只能有一个线程对Lock对象加锁,线程开始访问共享资源之前应先获得Lock对象

ReentrantLock类实现了Lock,它拥有与synchronized相同的并发性和内存语义,在实现线程安全的控制中,比较常用的是ReentrantLock,可以显式加锁,释放锁。

class Window implements Runnable{
    private int ticket = 100;
    //1.实例化ReentrantLock
    private ReentrantLock lock = new ReentrantLock();
    @Override
    public void run() {
        while (true){
            try{
                //2.调用锁定方法:lock()
                lock.lock();
                if(ticket > 0){
                    try {
                        Thread.sleep(100);
                     }catch (InterruptedException e){
                        e.printStackTrace();
                    }
                    System.out.println(Thread.currentThread().getName() + "售票,票号为:" + ticket);
                    ticket--;
                }else{
                    break;
                }
            }  finally{
                //3.调用解锁方法:unlock();
                lock.unlock();
            }
        }
    }
}
public class LockTest {
    public static void main(String[] args) {
        Window w = new Window();
        Thread t1 = new Thread(w);
        Thread t2 = new Thread(w);
        Thread t3 = new Thread(w);
        t1.setName("窗口1");
        t2.setName("窗口2");
        t3.setName("窗口3");
        t1.start();
        t2.start();
        t3.start();
    }
}

线程的死锁问题

1.死锁的理解:不同的线程分别占用对方需要的同步资源不放弃,都在等待对方放弃自己的需要
的同步资源,就形成了线程的死锁。
2.说明:
>出现死锁后,不会出现异常,不会出现提示,只是所有的线程都处于阻塞状态,无法继续
>我们使用同步时,要避免出现死锁

3.解决方法

A.专门的算法、原则 B.尽量减少同步资源的定义 C.尽量避免嵌套同步

public class ThreadTest {
    public static void main(String[] args) {
        StringBuffer s1 = new StringBuffer();
        StringBuffer s2 = new StringBuffer();
        new Thread(){//匿名的方式继承
            @Override
            public void run() {
               synchronized(s1){
                   s1.append("a");
                   s2.append("1");
                   try {
                       Thread.sleep(100);//增加死锁出现概率
                   } catch (InterruptedException e) {
                       e.printStackTrace();
                   }
                   synchronized (s2){
                       s1.append("b");
                       s2.append("2");
                       System.out.println(s1);
                       System.out.println(s2);
                   }
               }
            }
        }.start();
        new Thread(new Runnable(){//匿名的方式实现Runnable接口
            @Override
            public void run() {
                synchronized (s2){
                    s1.append("c");
                    s2.append("3");
                    try {
                        Thread.sleep(100);//增加死锁出现概率
                    } catch (InterruptedException e) {
                        e.printStackTrace();
                    }
                    synchronized (s1){
                        s1.append("d");
                        s2.append("4");
                        System.out.println(s1);
                        System.out.println(s2);
                    }
                }
            }
        }).start();
    }
}

synchronized和Lock的对比

1.Lock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

2.Lock只有代码块锁,synchronized有代码块锁和方法锁

3.使用Lock锁,JVM将花费较少的时间来调度线程,性能更好。并且具有更好的拓展性(提供更多的子类)

4.synchronized 与 Lock的异同?

相同:二者都可以解决线程安全问题

不同:synchronized机制在执行完相应的同步代码以后,自动的释放同步监视器 Lock需要手动的启动同步(lock()),同时结束同步也需要手动的实现(unlock())

优先使用顺序: Lock ->同步代码块(已经进入了方法体,分配了相应资源) ->同步方法(在方法体之外)


相关文章

猜您喜欢

  • 打印GC日志排查 聊聊怎样打印GC日志排查的问题

    想了解聊聊怎样打印GC日志排查的问题的相关内容吗,犀牛饲养员在本文为您仔细讲解打印GC日志排查的相关知识和一些Code实例,欢迎阅读和指正,我们先划重点:打印GC日志排查,GC日志,GC日志排查,下面大家一起来学习吧。..
  • redis原理 使用redis生成唯一编号及原理示例详解

    想了解使用redis生成唯一编号及原理示例详解的相关内容吗,IT咸鱼圈在本文为您仔细讲解redis原理的相关知识和一些Code实例,欢迎阅读和指正,我们先划重点:redis生成唯一编号,redis自增序列,redis原理,下面大家一起来学习吧。..

网友评论

Copyright 2020 www.hris-software.net 【幸运软件站】 版权所有 软件发布

声明:所有软件和文章来自软件开发商或者作者 如有异议 请与本站联系 点此查看联系方式