线程中的同步机制问题(三种解决方法) 文章目录 线程同步的基本概念同步机制(以买票为例)第一种 同步代码块1.1、继承Thread类的线程1.2、 实现Runnable的线程1.3、实现Callable接口的线程 第二种 同步方法(还是取票为例)2.1、继承Thread类的线程2.2 、实现Runnable接口的线程2.3、实现Callable接口的线程 第三种 使用Lock(以ReentrantLock)3.1、继承Thread类的线程3.2、实现Runnable接口的线程3.3、实现Callable接口的线程 总结 线程同步的基本概念 线程同步:指的是一个线程发出某一个功能调用时,在没有得到结果之前,该调用不返回。同时其他线程为了保持数据一致性,不能调用该功能。数据胡乱原因: 1)资源共享(独享的资源则不会) 2)调度随机(意味着数据访问会出现竞争) 3)线程间缺乏必要的同步机制 同步机制(以买票为例) synchronized关键字解决的是多个线程之间访问资源的同步性,synchronized关键字可以保证被它修饰的方法或者代码块在任意时刻只能有一个线程执行。另外,在Java早期版本中,synchronized属于重量级锁,效率低下,因为监视器锁是依赖于底层的操作系统的Mutex Lock来实现的,Java的线程是映射到操作系统的原生线程之上的。如果要挂起来或者唤醒一个线程,都需要操作系统帮忙完成,而操作系统实现线程之间的切换时需要从用户态转换到内核态,这个状态之间的转换需要相对较长的时间,时间成本相对比较高,这也是为什么早期的synchronized效率低的原因。庆幸的是在Java6之后官方Java官方对从JVM层对synchronized较大优化,所以现在的synchroniezd锁效率也优化得很不错了。JDK1.6对锁的实现引入了大量的优化,如自旋锁、适应性自旋锁、轻量级锁等技术来减少锁操作的开销。 第一种 同步代码块 使用方法:synchronized(同步监视器){ // 需要被同步的代码 :操作共享数据的代码,即为需要同步的代码。 共享数据:多个线程共同操作的数据 } 1.1、继承Thread类的线程 运行结果:
结论:如果使用其他对象的话要 static Object object =new Object() ,建议继承Thread的线程使用类的本身。 1.2、 实现Runnable的线程 运行结果:
结论:实现Runnable方法 同步监视器建议用this,其次共享数据我也没用static修饰,因为Window2类就实例化了一次。 1.3、实现Callable接口的线程 运行结果:
结论:Callable接口跟Runnable接口差异不大,就是Callable接口里定义的方法可以有返回值,可以声明抛出异常。 第二种 同步方法(还是取票为例) 使用方法: 如果操作共享的数据代码完整的声明在一个方法中,我们不妨把此方法声明为同步方法 2.1、继承Thread类的线程 运行结果:
结论:同步方法还是有同步监视器,只不过是隐藏式的。 2.2 、实现Runnable接口的线程 运行结果:
结论:实现方法的同步监视器为this,而且方法不是static的。 2.3、实现Callable接口的线程 运行结果:
第三种 使用Lock(以ReentrantLock) 使用方法: 实例化 ReentrantLocktry里面调用lock方法finally里面调用unlock方法 lock是一个接口,里面只定义了lock、trylock、unlock等方法,所以实现原理我们直接从ReentrentLock来看。ReentrantLock把所有Lock接口的操作都委派到一个Sync类上,该类继承了AbstractQueuedSynchronizer(简称AQS),线程使用ReentrantLock锁分为两个阶段,(然后进入CLH队列的抢占模式,当持有锁的那个线程调用unlock的时候,会将CLH队列的头结点的下一个节点线程唤醒,调用的是LockSupport.unpark()方法。)在初次竞争的时候是否考虑队列节点直接区分出了公平锁和非公平锁。在基于CLH队列的锁竞争中,依靠CAS操作来抢占锁,依靠LockSupport来做线程的挂起和唤醒,使用队列来保证并发执行变成了串行执行,从而消除了并发所带来的问题。 3.1、继承Thread类的线程 运行结果:
3.2、实现Runnable接口的线程 运行结果:
3.3、实现Callable接口的线程 运行结果:
总结 区别1:Synchronized 是Java的一个关键字,而Lock是java.util.concurrent.Locks 包下的一个接口;区别2:Synchronized 使用过后,会自动释放锁,而Lock需要手动上锁、手动释放锁。(在 finally 块中)区别3:Lock提供了更多的实现方法,而且 可响应中断、可定时, 而synchronized 关键字不能响应中断;区别4:synchronized关键字是非公平锁,即,不能保证等待锁的那些线程们的顺序,而Lock的子类ReentrantLock默认是非公平锁,但是可通过一个布尔参数的构造方法实例化出一个公平锁;区别5:synchronized无法判断,是否已经到锁,而Lock通过tryLock()方法可以判断,是否已到锁;区别6:Lock可以通过分别定义读写锁提高多个线程读操作的效率。区别7:二者的底层实现不一样:synchronized是同步阻塞,采用的是悲观并发策略;Lock是同步非阻塞,采用的是乐观并发策略(底层基于volatile关键字和CAS算法实现) CAS算法: 1、CAS,即Compare And Swap,意思是:比较并替换。 2、CAS算法需要3个操作数:内存地址V,旧预期值A,将要更新的目标值B。 3、CAS指令执行时,当且仅当内存地址V的值与预期值A相等时,将内存地址V的值修改为B,否则就什么都不做。整个比较并替换的操作是一个原子操作。 4、 5、
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