线程同步的方法包括_线程的同步和异步的区别

多线程—7种同步方法 　　关于线程同步(7种方式) 同步方法 同步代码块 使用重入锁实现线程同步（ReentrantLock） 使用特殊域变量(volatile)实现同步(每次重新计算，安全但并非一致) 使用局部变量实现线程同步（ThreadLocal）以空间换时间 使用原子变量实现线程同步(AtomicInteger(乐观锁)) 使用阻塞队列实现线程同步(BlockingQueue （常用）add(),offer(),put() 　　========================================= 　　为何要使用同步？ 　　    java允许多线程并发控制，当多个线程同时操作一个可共享的资源变量时（如数据的增删改查）， 　　    将会导致数据不准确，相互之间产生冲突，因此加入同步锁以避免在该线程没有完成操作之前，被其他线程的调用， 　　    从而保证了该变量的唯一性和准确性。 　　    　　1.同步方法 　　    即有synchronized关键字修饰的方法。 　　    由于java的每个对象都有一个内置锁，当用此关键字修饰方法时， 　　    内置锁会保护整个方法。在调用该方法前，需要获得内置锁，否则就处于阻塞状态。 　　  　　    代码如： 　　    public synchronized void save(){} 　　  　　   注： synchronized关键字也可以修饰静态方法，此时如果调用该静态方法，将会锁住整个类 　　    　　2.同步代码块 　　    即有synchronized关键字修饰的语句块。 　　    被该关键字修饰的语句块会自动被加上内置锁，从而实现同步 　　  　　    代码如： 　　    synchronized(object){ 　　    } 　　  　　    注：同步是一种高开销的操作，因此应该尽量减少同步的内容。 　　    通常没有必要同步整个方法，使用synchronized代码块同步关键代码即可。 　　       　　    代码实例： 　　       　　

　　package com.xhj.thread; 　　    　　    / 　　     * 线程同步的运用 　　     * 　　     * @author XIEHEJUN 　　     * 　　     */ 　　    public class SynchronizedThread { 　　    　　        class Bank { 　　    　　            private int account = 100; 　　    　　            public int getAccount() { 　　                return account; 　　            } 　　    　　            / 　　             * 用同步方法实现 　　             * 　　             * @param money 　　             */ 　　            public synchronized void save(int money) { 　　                account += money; 　　            } 　　    　　            / 　　             * 用同步代码块实现 　　             * 　　             * @param money 　　             */ 　　            public void save1(int money) { 　　                synchronized (this) { 　　                    account += money; 　　                } 　　            } 　　        } 　　    　　        class NewThread implements Runnable { 　　            private Bank bank; 　　    　　            public NewThread(Bank bank) { 　　                this.bank = bank; 　　            } 　　    　　            @Override 　　            public void run() { 　　                for (int i = 0; i < 10; i++) { 　　                    // bank.save1(10); 　　                    bank.save(10); 　　                    System.out.println(i + “账户余额为：” + bank.getAccount()); 　　                } 　　            } 　　    　　        } 　　    　　        / 　　         * 建立线程，调用内部类 　　         */ 　　        public void useThread() { 　　            Bank bank = new Bank(); 　　            NewThread new_thread = new NewThread(bank); 　　            System.out.println(“线程1”); 　　            Thread thread1 = new Thread(new_thread); 　　            thread1.start(); 　　            System.out.println(“线程2”); 　　            Thread thread2 = new Thread(new_thread); 　　            thread2.start(); 　　        } 　　    　　        public static void main(String[] args) { 　　            SynchronizedThread st = new SynchronizedThread(); 　　            st.useThread(); 　　        } 　　    　　    } 　　

　　3.使用重入锁实现线程同步 　　在JavaSE5.0中新增了一个java.util.concurrent包来支持同步。 　　    ReentrantLock类是可重入、互斥、实现了Lock接口的锁， 　　    它与使用synchronized方法和块具有相同的基本行为和语义，并且扩展了其能力 　　

　　  　　   ReentrantLock类的常用方法有： 　　        ReentrantLock() : 创建一个ReentrantLock实例 　　        lock() : 获得锁 　　        unlock() : 释放锁 　　    注：ReentrantLock()还有一个可以创建公平锁的构造方法，但由于能大幅度降低程序运行效率，不推荐使用 　　          　　    例如： 　　        在上面例子的基础上，改写后的代码为: 　　          　　    代码实例： 　　       　　

　　//只给出要修改的代码，其余代码与上同 　　        class Bank { 　　              　　            private int account = 100; 　　            //需要声明这个锁 　　            private Lock lock = new ReentrantLock(); 　　            public int getAccount() { 　　                return account; 　　            } 　　            //这里不再需要synchronized 　　            public void save(int money) { 　　                lock.lock(); 　　                try{ 　　                    account += money; 　　                }finally{ 　　                    lock.unlock(); 　　                } 　　                  　　            } 　　        ｝ 　　

　　            　　    注：关于Lock对象和synchronized关键字的选择： 　　        a.最好两个都不用，使用一种java.util.concurrent包提供的机制， 　　            能够帮助用户处理所有与锁相关的代码。 　　        b.如果synchronized关键字能满足用户的需求，就用synchronized，因为它能简化代码 　　        c.如果需要更高级的功能，就用ReentrantLock类，此时要注意及时释放锁，否则会出现死锁，通常在finally代码释放锁    　　4.使用特殊域变量(volatile)实现线程同步 　　    a.volatile关键字为域变量的访问提供了一种免锁机制， 　　    b.使用volatile修饰域相当于告诉虚拟机该域可能会被其他线程更新， 　　    c.因此每次使用该域就要重新计算，而不是使用寄存器中的值 　　    d.volatile不会提供任何原子操作，它也不能用来修饰final类型的变量 　　      　　    例如： 　　        在上面的例子当中，只需在account前面加上volatile修饰，即可实现线程同步。 　　      　　    代码实例： 　　       　　

　　      //只给出要修改的代码，其余代码与上同 　　        class Bank { 　　            //需要同步的变量加上volatile 　　            private volatile int account = 100; 　　    　　            public int getAccount() { 　　                return account; 　　            } 　　            //这里不再需要synchronized 　　            public void save(int money) { 　　                account += money; 　　            } 　　        ｝ 　　

　　  　　    注：多线程中的非同步问题主要出现在对域的读写上，如果让域自身避免这个问题，则就不需要修改操作该域的方法。 　　    用final域，有锁保护的域和volatile域可以避免非同步的问题。 　　可见性：可见性在java内存模型中有定义，可以参看。 　　普通变量则没有，他们在线程之间的交互是通过主内存来完成，volatile变量则是通过主内存完成交换，但是两者区别在于volatile变量能立即同步到主内存中，当一个线程修改变量的变量的时候，立刻会被其他线程感知到。 　　特别注意一点：volatile变量的可见性经常性被误解，认为，valotile变量在各个线程中是一致的。所以基于volatile变量是安全的。这种认为是错误的。论据是正确的，但是得出的是安全的就不正确了。不会存在不一致性问题（在各个的工作内存中可以存在不一致的情况，但是由于每次使用之前都要刷新，执行引擎看不到不一致的问题，因此认为不存在不一致的问题）但是java里面的运算中并非原子操作，导致volatile变量的运算在并发下一样不安全。 　　    　　实现可见性方式： 1.volatile   2.synchronized    3.final 　　  　　      　　  　　          　　5.使用局部变量实现线程同步 　　    如果使用ThreadLocal管理变量，则每一个使用该变量的线程都获得该变量的副本， 　　    副本之间相互独立，这样每一个线程都可以随意修改自己的变量副本，而不会对其他线程产生影响。变量局部化。 　　java.lang 　　类 ThreadLocal<T> 　　java.lang.Object 　　  java.lang.ThreadLocal<T> 　　直接已知子类： 　　InheritableThreadLocal 　　    ThreadLocal 类的常用方法 　　    　　    ThreadLocal() : 创建一个线程本地变量 　　    get() : 返回此线程局部变量的当前线程副本中的值 　　    initialValue() : 返回此线程局部变量的当前线程的”初始值” 　　    set(value) : 将此线程局部变量的当前线程副本中的值设置为value 　　    　　    例如： 　　        在上面例子基础上，修改后的代码为： 　　          　　    代码实例： 　　           　　

　　//只改Bank类，其余代码与上同 　　        public class Bank{ 　　            //使用ThreadLocal类管理共享变量account 　　            private static ThreadLocal<Integer> account = new ThreadLocal<Integer>(){ 　　                @Override 　　                protected Integer initialValue(){ 　　                    return 100; 　　                } 　　            }; 　　            public void save(int money){ 　　                account.set(account.get()+money); 　　            } 　　            public int getAccount(){ 　　                return account.get(); 　　            } 　　        } 　　

　　    注：ThreadLocal与同步机制 　　        a.ThreadLocal与同步机制都是为了解决多线程中相同变量的访问冲突问题。 　　        b.前者采用以”空间换时间”的方法，后者采用以”时间换空间”的方式 　　    　　    　　6.使用原子变量实现线程同步 　　    　　需要使用线程同步的根本原因在于对普通变量的操作不是原子的。 　　  　　那么什么是原子操作呢？ 　　原子操作就是指将读取变量值、修改变量值、保存变量值看成一个整体来操作 　　即-这几种行为要么同时完成，要么都不完成。 　　  　　在java的util.concurrent.atomic包中提供了创建了原子类型变量的工具类， 　　使用该类可以简化线程同步。小工具包，支持在单个变量上解除锁的线程安全编程。 　　  　　  　　类摘要 　　AtomicBoolean 　　可以用原子方式更新的 boolean 值。 　　AtomicInteger 　　可以用原子方式更新的 int 值。 　　AtomicIntegerArray 　　可以用原子方式更新其素的 int 数组。 　　AtomicIntegerFieldUpdater<T> 　　基于反射的实用工具，可以对指定类的指定 volatile int 字段进行原子更新。 　　AtomicLong 　　可以用原子方式更新的 long 值。 　　AtomicLongArray 　　可以用原子方式更新其素的 long 数组。 　　AtomicLongFieldUpdater<T> 　　基于反射的实用工具，可以对指定类的指定 volatile long 字段进行原子更新。 　　AtomicMarkableReference<V> 　　AtomicMarkableReference 维护带有标记位的对象引用，可以原子方式对其进行更新。 　　AtomicReference<V> 　　可以用原子方式更新的对象引用。 　　AtomicReferenceArray<E> 　　可以用原子方式更新其素的对象引用数组。 　　AtomicReferenceFieldUpdater<T,V> 　　基于反射的实用工具，可以对指定类的指定 volatile 字段进行原子更新。 　　AtomicStampedReference<V> 　　AtomicStampedReference 维护带有整数”标志”的对象引用，可以用原子方式对其进行更新。 　　  　　  　　其中AtomicInteger(乐观锁)为例 ： 　　表可以用原子方式更新int的值，可用在应用程序中(如以原子方式增加的计数器)，但不能用于替换Integer；可扩展Number，允许那些处理机遇数字类的工具和实用工具进行统一访问。 　　AtomicInteger类常用方法： 　　AtomicInteger(int initialValue) : 创建具有给定初始值的新的AtomicInteger 　　addAndGet(int dalta) : 以原子方式将给定值与当前值相加 　　int 　　getAndAdd(int delta) 　　以原子方式将给定值与当前值相加。 　　int 　　getAndDecrement() 　　以原子方式将当前值减 1。 　　int 　　getAndIncrement() 　　以原子方式将当前值加 1。 　　  　　int get() : 当前值 　　set（）：设置给定初始值 　　代码实例： 　　只改Bank类，其余代码与上面第一个例子同 　　

　　 1 class Bank { 　　 2         private AtomicInteger account = new AtomicInteger(100); 　　 3 　　 4         public AtomicInteger getAccount() { 　　 5             return account; 　　 6         } 　　 7 　　 8         public void save(int money) { 　　                                            　　//以原子方式将给定值与当前值相加 　　 9             account.addAndGet(money); 　　10         } 　　11     }   　　7.使用阻塞队列实现线程同步 　　    　　阻塞队列与普通队列的区别在于，当队列是空的时，从队列中素的操作将会被阻塞，或者当队列是满时，往队列里添加素的操作会被阻塞。试图从空的阻塞队列中素的线程将会被阻塞，直到其他的线程往空的队列插入新的素。同样，试图往已满的阻塞队列中添加新素的线程同样也会被阻塞，直到其他的线程使队列重新变得空闲起来，如从队列中移除一个或者多个素，或者完全清空队列，同时，阻塞队列里面的put、take方法是被加：synchronized 同步限制，下图展示了如何通过阻塞队列来合作： 　　         　　

　　add()方法会抛出异常　　offer()方法返回false　　put()方法会阻塞 　　二、几种常见阻塞队列 　　  1、BlockingQueue （常用） 　　     素的时候等待队列里有素，否则阻塞  　　     保存素的时候等待队列里有空间，否则阻塞  　　     用来简化生产者消费者在多线程环境下的开发  　　 2、ArrayBlockingQueue （数组阻塞队列） 　　    FIFO、数组实现  　　    有界阻塞队列，一旦指定了队列的长度，则队列的大小不能被改变  　　    在生产者消费者例子中，如果生产者生产实体放入队列超过了队列的长度，则在offer(或者put,add)的时候会被阻塞，直到队列的实体数量< 队列的    　　   初始size为止。不过可以设置超时时间，超时后队列还未空出位置，则offer失败。  　　    如果消费者发现队列里没有可被消费的实体时也会被阻塞，直到有实体被生产出来放入队列位置，不过可以设置等待的超时时间，超过时间后会返 　　    回null  　　   3、DelayQueue （延迟队列） 　　     有界阻塞延时队列，当队列里的素延时期未到是，通过take方法不能，会被阻塞，直到有素延时到期为止  　　     如：  　　      1.obj 5s 延时到期  　　      2.obj 6s 延时到期  　　      3.obj 9s 延时到期  　　    那么在take的时候，需要等待5秒钟才能第一个obj，再过1s后可以第二个obj，再过3s后可以获得第三个obj  　　    这个队列可以用来处理session过期失效的场景，比如session在创建的时候设置延时到期时间为30分钟，放入延时队列里，然后通过一个线程来获       取这个队列素，只要能被到的，表示已经是过期的session，被的session可以肯定超过30分钟了，这时对session进行失效。  　　    　　4、LinkedBlockingQueue （链表阻塞队列） 　　     FIFO、Node链表结构  　　     可以通过构造方法设置capacity来使得阻塞队列是有界的，也可以不设置，则为无界队列  　　     其他功能类似ArrayBlockingQueue  　　 5、PriorityBlockingQueue （优先级阻塞队列） 　　    无界限队列，相当于PriorityQueue + BlockingQueue  　　    插入的对象必须是可比较的，或者通过构造方法实现插入对象的比较器Comparator<? super E>  　　    队列里的素按Comparator<? super E> comparator比较结果排序，PriorityBlockingQueue可以用来处理一些有优先级的事物。比如短信发送优先     级队列，队列里已经有某企业的条短信，这时候又来了一个100条紧急短信，优先级别比较高，可以通过PriorityBlockingQueue来轻松实现       这样的功能。这样这个100条可以被优先发送  　　    　　    前面5种同步方式都是在底层实现的线程同步，但是我们在实际开发当中，应当尽量远离底层结构。  　　    使用javaSE5.0版本中新增的java.util.concurrent包将有助于简化开发。  　　    本小节主要是使用LinkedBlockingQueue<E>来实现线程的同步  　　    LinkedBlockingQueue<E>是一个基于已连接节点的，范围任意的blocking queue。  　　    队列是先进先出的顺序（FIFO），关于队列以后会详细讲解~  　　       　　   LinkedBlockingQueue 类常用方法  　　    LinkedBlockingQueue() : 创建一个容量为Integer.MAX_VALUE的LinkedBlockingQueue  　　    put(E e) : 在队尾添加一个素，如果队列满则阻塞  　　    size() : 返回队列中的素个数  　　    take() : 移除并返回队头素，如果队列空则阻塞  　　       　　   代码实例：  　　        实现商家生产商品和买卖商品的同步 　　

　　 1 package com.xhj.thread; 　　 2 　　 3 import java.util.Random; 　　 4 import java.util.concurrent.LinkedBlockingQueue; 　　 5 　　 6 / 　　 7  * 用阻塞队列实现线程同步 LinkedBlockingQueue的使用 　　 8  * 　　 9  * @author XIEHEJUN 　　10  * 　　11  */ 　　12 public class BlockingSynchronizedThread { 　　13     / 　　14      * 定义一个阻塞队列用来存储生产出来的商品 　　15      */ 　　16     private LinkedBlockingQueue<Integer> queue = new LinkedBlockingQueue<Integer>(); 　　17     / 　　18      * 定义生产商品个数 　　19      */ 　　20     private static final int size = 10; 　　21     / 　　22      * 定义启动线程的标志，为0时，启动生产商品的线程；为1时，启动消费商品的线程 　　23      */ 　　24     private int flag = 0; 　　25 　　26     private class LinkBlockThread implements Runnable { 　　27         @Override 　　28         public void run() { 　　29             int new_flag = flag++; 　　30             System.out.println(“启动线程 ” + new_flag); 　　31             if (new_flag == 0) { 　　32                 for (int i = 0; i < size; i++) { 　　33                     int b = new Random().nextInt(255); 　　34                     System.out.println(“生产商品：” + b + “号”); 　　35                     try { 　　36                         queue.put(b); 　　37                     } catch (InterruptedException e) { 　　38                         // TODO Auto-generated catch block 　　39                         e.printStackTrace(); 　　40                     } 　　41                     System.out.println(“仓库中还有商品：” + queue.size() + “个”); 　　42                     try { 　　43                         Thread.sleep(100); 　　44                     } catch (InterruptedException e) { 　　45                         // TODO Auto-generated catch block 　　46                         e.printStackTrace(); 　　47                     } 　　48                 } 　　49             } else { 　　50                 for (int i = 0; i < size / 2; i++) { 　　51                     try { 　　52                         int n = queue.take(); 　　53                         System.out.println(“消费者买去了” + n + “号商品”); 　　54                     } catch (InterruptedException e) { 　　55                         // TODO Auto-generated catch block 　　56                         e.printStackTrace(); 　　57                     } 　　58                     System.out.println(“仓库中还有商品：” + queue.size() + “个”); 　　59                     try { 　　60                         Thread.sleep(100); 　　61                     } catch (Exception e) { 　　62                         // TODO: handle exception 　　63                     } 　　64                 } 　　65             } 　　66         } 　　67     } 　　68 　　69     public static void main(String[] args) { 　　70         BlockingSynchronizedThread bst = new BlockingSynchronizedThread(); 　　71         LinkBlockThread lbt = bst.new LinkBlockThread(); 　　72         Thread thread1 = new Thread(lbt); 　　73         Thread thread2 = new Thread(lbt); 　　74         thread1.start(); 　　75         thread2.start(); 　　76 　　77     } 　　78 　　79 } 　　

　　    　　注：BlockingQueue<E>定义了阻塞队列的常用方法，尤其是三种添加素的方法，我们要多加注意，当队列满时： 　　add()方法会抛出异常 　　offer()方法返回false 　　put()方法会阻塞