Java线程同步的四种方式详解

时间:2023-03-20 人气:0

Java线程同步属于Java多线程与并发编程的核心点，需要重点掌握，下面我就来详解Java线程同步的4种主要的实现方式

什么是Java线程同步

当使用多个线程来访问同一个数据时，将会导致数据不准确，相互之间产生冲突，非常容易出现线程安全问题，如下图所示：

Java线程同步的四种方式详解(建议收藏)-mikechen的互联网架构

比如多个线程都在操作同一数据，都打算修改商品库存，这样就会导致数据不一致的问题。

线程同步的真实意思，其实是“排队”：几个线程之间要排队，一个一个对共享资源进行操作，而不是同时进行操作。

所以我们用同步机制来解决这些问题，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。

Java线程同步的几种方式

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1、使用synchronized关键字

这种方式比较灵活,修饰一个代码块，被修饰的代码块称为同步语句块。

其作用的范围是大括号{}括起来的代码，作用的对象是调用这个代码块的对象，如下格式：

synchronized(对象) { //得到对象的锁，才能操作同步代码
    需要被同步代码;
}

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。

具体的示例如下：

public class SynchronizedThread {
 
    class Bank {
 
        private int account = 200;
 
        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();
    }
 
}

2.使用ReentrantLock

ReentrantLock类是可重入、互斥、实现了Lock接口的锁，它与使用synchronized方法具有相同的基本行为和语义，并且扩展了其能力。

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();
    }

}

synchronized 与 Lock 的对比

ReentrantLock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;

ReentrantLock只有代码块锁,synchronized 有代码块锁和方法锁;

使用 ReentrantLock锁，JVM 将花费较少的时间来调度线程，线程更好,并且具有更好的扩展性（提供更多的子类）;

优先使用顺序：

ReentrantLock> synchronized 同步代码块> synchronized 同步方法

3.使用原子变量实现线程同步

为了完成线程同步，我们将使用原子变量(Atomic***开头的)来实现。

比如典型代表：AtomicInteger类存在于java.util.concurrent.atomic中,该类表示支持原子操作的整数，采用getAndIncrement方法以原子方法将当前的值递加。

具体示例如下：

private AtomicInteger account = new AtomicInteger(100);

public AtomicInteger getAccount() {
    return account;
}

public void save(int money) {
    account.addAndGet(money);
}

4.ThreadLocal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，从而实现线程同步。

具体代码示例如下：

//只改Bank类，其余代码与上同
public class Bank{
    // 创建一个线程本地变量 ThreadLocal
    private static ThreadLocal<Integer> account = new ThreadLocal<Integer>(){
        @Override
        //返回当前线程的"初始值" 
        protected Integer initialValue(){
            return 100;
        }
    };
    public void save(int money){
        //设置线程副本中的值
        account.set(account.get()+money);
    }
    public int getAccount(){
        //返回线程副本中的值 
        return account.get();
    }
}

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