線程同步的幾種實現方案

當多個線程對同一數據進行訪問時，容易出現線程安全問題，這個時候就須要讓線程同步來保證數據的安全。線程同步就是說在兩個或兩個以上的線程訪問同一資源的時候，須要用到某種方式來保證資源在某一時刻只能被一個線程訪問

線程同步的實現方案：

1、同步代碼塊：synchronized（同步監視器）

　　一、認識同步監視器（鎖子）

　　　　synchronized（同步監視器）{}

　　　　1）必須是引用數據類型，不能是基本數據類型

　　　　2）在同步代碼塊中能夠改變同步監視器對象的值，不能改變其引用

　　　　3）儘可能不要使用String和包裝類Integer作同步監視器，若是要使用，則必須保證代碼快啊中不對其作任何操做

　　　　4）通常使用共享資源作同步器

　　　　5）能夠建立一個專門的同步監視器，沒有任何含義

　　　　6）建議使用final來修飾同步監視器

　　二、同步代碼塊的執行過程

　　　　1）第一個線程來到同步代碼塊，發現同步監視器是open狀態，須要close，而後執行其中的代碼

　　　　2）第一個線程執行過程當中，發生了線程切換（阻塞 就緒），第一個線程失去了CPU，可是沒有開鎖

　　　　3）第二個線程獲取了CPU，來到同步代碼塊，發現同步監視器close狀態，沒法執行其中的代碼，第二個也進入了阻塞狀態

　　　　4）第一個線程再次得到CPU，執行後續代碼，執行完畢釋放鎖

　　　　5）第二個線程再次得到CPU，來到同步代碼塊發現是開鎖狀態，重複第一個線程的處理過程　

　　三、下面的代碼是用同步代碼塊來實現線程同步（多個窗口實現安全售票）

　

public class TiketsTest {
    public static void main(String[] args) {
        for(int i = 0;i<5;i++){//運用循環來開啓五個線程（模擬五個售票員）
            new Thread(new TiketsRunnable(),"售票員"+(i+1)).start();//此處爲了方便直接使用匿名對象
        }       
}

public class TiketsRunnable implements  Runnable {
    private int tikets = 100;//要賣票的總數
    private Object obj = new Object();
    @Override
    public void run() {
        while (true){
          synchronized (obj) { 
              try {
                  Thread.sleep(10);
              } catch (InterruptedException e) {
                  e.printStackTrace();
              }
              if (tikets <= 0) {
                  break;
              }
              System.out.println(Thread.currentThread().getName() + "賣了第" + tikets-- + "票");
          }
        }
    }
}

 

2、同步方法：修飾符 synchronized 返回值類型 方法名（參數）{}

　　一、不要將run（）定義爲同步方法

　　二、同步方法的同步監視器是this

　　三、同步代碼塊的效率要高於同步方法

　　　　1）同步方法的鎖是this，一旦鎖住一個方法，就鎖住了全部的同步方法；同步代碼塊只是鎖住了使用該同步代碼塊，而沒有鎖住使用其餘監視器的代碼塊

　　　　2）同步方法是將線程鎖在了方法的外部，而同步代碼塊將線程鎖在了代碼塊的外部，可是倒是方法的內部

　　4、下面的代碼是用同步方法來實現線程同步（多個窗口實現安全售票）

public class TiketsTest {
    public static void main(String[] args) {
        for(int i = 0;i<5;i++){//運用循環來開啓五個線程（模擬五個售票員）
            new Thread(new TiketsRunnable(),"售票員"+(i+1)).start();//此處爲了方便直接使用匿名對象
        }
    }
}

public class TiketsRunnable implements  Runnable {
    private int tikets = 3;
    private Object obj = new Object();
    @Override
    public void run() {
        while (true) {
            sell();
            if (tikets <= 0) {
                break;
            }
        }
    }
    public  synchronized  void sell(){//同步方法
        if(tikets<=0){
            return;
        }
        try {
            Thread.sleep(3);
        } catch (InterruptedException e) {
            e.printStackTrace();
        }
        System.out.println(Thread.currentThread().getName() + "賣了第" + tikets+ "票");
        tikets --;
    }
}

3、Lock鎖

　　一、Lock鎖

　　　　1）JDK1.5後新增功能，與採用synchronized想比，lock鎖可提供多種鎖方案，更靈活

　　　　2）java.util.concurrent.lock 中的 Lock 框架是鎖定的一個抽象，它容許把鎖定的實現做爲 Java 類，而不是做爲語言的特性來實現。這就爲 Lock 的多種實現留下了空間，各類實現可能有不一樣的調度算

　　　　法、性能特性或者鎖定語義。

　　　　3）ReentrantLock 類實現了 Lock ，它擁有與 synchronized 相同的併發性和內存語義，  可是添加了相似鎖投票、定時鎖等候和可中斷鎖等候的一些特性。此外，它還提供了在激烈爭用狀況下更佳的

　　　　性能。

　　　　注意：若是同步代碼有異常，要將unlock（）寫入finally語句塊中，確保關鎖　

　　二、Lock和synchronized的區別

　　　　1）Lock是顯示鎖（須要手動開鎖、關鎖，不要忘記關鎖），synchronized是隱式鎖，遇到異常自動解鎖

　　　　2）Lock鎖只有代碼塊鎖，synchronized有代碼塊鎖和方法鎖

　　　　3）使用Lock鎖，JVM將花費較少的時間來調度線程，性能更好。而且具備更好的擴展性（提供更多的子類）　

　　三、下面的代碼是用Lock鎖來實現線程同步（多個窗口實現安全售票）

public class TiketsTest {
    public static void main(String[] args) {
        for(int i = 0;i<5;i++){//運用循環來開啓五個線程（模擬五個售票員）
            new Thread(new TiketsRunnable(),"售票員"+(i+1)).start();//此處爲了方便直接使用匿名對象
        }  
    }
}

import java.util.concurrent.locks.Lock;
import java.util.concurrent.locks.ReentrantLock;

public class TiketsRunnable implements  Runnable {
    private int tikets = 100;
    Lock lock = new ReentrantLock();
    @Override
    public void run() {
        while (true) {
            lock.lock();//開鎖
            try {
                try {
                    Thread.sleep(10);
                } catch (InterruptedException e) {
                    e.printStackTrace();
                }
                if (tikets <= 0) {
                    break;
                }
                System.out.println(Thread.currentThread().getName() + "賣了第" + tikets-- + "票");
            }finally {
                lock.unlock();//放在finally語句塊中確保關鎖
            }
        }
    }
}

4、三種鎖的優先使用順序

　　Lock鎖 —— 同步代碼塊（已經進入了方法體，分配了相應的資源）—— 同步方法（在方法體以外）