Java实现线程同步的四种方式总结

2022-11-13 17:11:00 线程同步四种

什么是线程同步

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：

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。

线程同步的几种方式

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;

        }

        

        public synchronized void save(int money) {
            account += 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());

            }

        }

    }


    

    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();

    }
}

如果你还想深入了解Synchronized的底层原理，可以看 Synchronized的实现原理详解（看这篇就够了）

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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