一、当多个线程同时操作同一个资源,就会出现线程的不同步,信息的不对称
经典的银行存取例子:
public class Bank implements Runnable { int money=200; public void setMoney(int n) { money=n; } public void run() { if(Thread.currentThread().getName().equals("会计")) saveOrTake(300); else if(Thread.currentThread().getName().equals("出纳")) saveOrTake(150); } public synchronized void saveOrTake(int amount) { //存取方法 if(Thread.currentThread().getName().equals("会计")) { for(int i=1;i<=3;i++) { money=money+amount/3; //每存入amount/3,稍歇一下 System.out.println(Thread.currentThread().getName()+ "存入"+amount/3+",帐上有"+money+"万,休息一会再存"); try { Thread.sleep(1000); //这时出纳仍不能使用saveOrTake方法 } catch(InterruptedException e){} } } else if(Thread.currentThread().getName().equals("出纳")) { for(int i=1;i<=3;i++) { //出纳使用存取方法取出60 money=money-amount/3; //每取出amount/3,稍歇一下 System.out.println(Thread.currentThread().getName()+ "取出"+amount/3+"帐上有"+money+"万,休息一会再取"); try { Thread.sleep(1000); //这时会计仍不能使用saveOrTake方法 } catch(InterruptedException e){} } } }}
测试:
public static void main(String args[]) { Bank bank = new Bank(); bank.setMoney(200); Thread accountant, //会计 cashier; //出纳 accountant = new Thread(bank); cashier = new Thread(bank); accountant.setName("会计"); cashier.setName("出纳"); accountant.start(); cashier.start(); }
在这个例子中,saveOrtake()方法,用了synchronized关键字,如果我们去掉这个关键字,多个线程会同时进入saveOrtake方法,同时修改同一个关键数据,就有可能造成数据的不同步,(这个关键数据永远是同步的,不过是修改的顺序不同,但是其它对这个数据的引用就可能会不同步比如打印,函数参数引用,有可能在一个处理还没有完成的时候,被另一个线程改变了数据),所以在java中用synchronized关键字,实现同步方法,一次只能有一个线程执行该方法,其他线程必须等待。
二、synchronized 详解
总的说来,synchronized关键字可以作为函数的修饰符,也可作为函数内的语句,也就是平时说的同步方法和同步语句块。如果再细的分类,synchronized可作用于instance变量、object reference(对象引用)、static函数和class literals(类名称字面常量)身上。
在进一步阐述之前,我们需要明确几点:
A.无论synchronized关键字加在方法上还是对象上,它取得的锁都是对象,而不是把一段代码或函数当作锁――而且同步方法很可能还会被其他线程的对象访问。这个对象锁就是当前调用这个方法的对象。
B.每个对象只有一个锁(lock)与之相关联。
C.实现同步是要很大的系统开销作为代价的,甚至可能造成死锁,所以尽量避免无谓的同步控制。
D. 推荐使用synchronized(this)代码块的方式,可以自定义对象锁,自定义同步区域,灵活性较高。
E . synchronized的对象锁,是目标对象的实例,如果重新new了一个对象,那么新的线程仍然可以访问同步方法,因为对象锁不是同一个。
1.对象锁
Public synchronized void methodAAA()
{
//….
}
上边的示例代码等同于如下代码:
public void methodAAA()
{
synchronized (this)//(1)
{
//…..
}
}
可见同步方法实质是将synchronized作用于object reference,谁拿到了当前的对象锁,谁就可以调用。
2. 当没有明确的对象作为锁,只是想让一段代码同步时,可以创建一个特殊的instance变量(它得是一个对象)来充当锁:
class Foo implements Runnable
{
private byte[] lock = new byte[0];//特殊的instance变量
Public void methodA()
{
synchronized(lock) { //… }
}
//…..
}
注:零长度的byte数组对象创建起来将比任何对象都经济――查看编译后的字节码:生成零长度的byte[]对象只需3条操作码,而Object lock = new Object()则需要7行操作码。
三、协调进程同步 wait,notify
1.不要以为加上synchronized就安全了,仍然可能出现线程的死锁,而且正是由于线程同步造成的,请看例子
public class TicketHouse implements Runnable { int fiveAmount=2,tenAmount=0,twentyAmount=0; public void run() { if(Thread.currentThread().getName().equals("张飞")) { saleTicket(20); } else if(Thread.currentThread().getName().equals("李逵")) { saleTicket(5); } } private synchronized void saleTicket(int money) { if(money==5) { //如果使用该方法的线程传递的参数是5,就不用等待 fiveAmount=fiveAmount+1; System.out.println( "给"+Thread.currentThread().getName()+"入场卷,"+ Thread.currentThread().getName()+"的钱正好"); } else if(money==20) { while(fiveAmount<3) { try { System.out.println("\n"+Thread.currentThread().getName()+"靠边等..."); wait(); //如果使用该方法的线程传递的参数是20须等待 System.out.println("\n"+Thread.currentThread().getName()+"继续买票"); } catch(InterruptedException e){} } fiveAmount=fiveAmount-3; twentyAmount=twentyAmount+1; System.out.println("给"+Thread.currentThread().getName()+"入场卷,"+ Thread.currentThread().getName()+"给20,找赎15元"); } notifyAll();//唤醒一个线程 } }
测试
public static void main(String args[ ]) { TicketHouse officer = new TicketHouse(); Thread zhangfei,likui; zhangfei = new Thread(officer); zhangfei.setName("张飞"); likui = new Thread(officer); likui.setName("李逵"); zhangfei.start(); likui.start(); }
首先我们先不看 wait 和notify 方法,由于saleTicket是同步的,当张飞进入saleTicket后,李奎线程进入等待,总共只有2个5块,但是张飞给的是20,不够找,程序会一直在while(fiveAmount<3)处,循环,而李奎线程将一直等待,
进入死锁。所以我们需要手动的协调线程同步的方法,也就是wait 和 notify方法。
2. Wait()和notify():如果条件不满足,则等待。当条件满足时,等待该条件的线程将被唤醒。用在synchronized机制中。
例如:线程A
synchronized(obj) {
while(!condition) {
obj.wait();
}
obj.doSomething();
}
当线程A获得了obj锁后,发现条件condition不满足,无法继续下一处理,于是线程A就wait()。在另一线程B中,如果B更改了某些条件,使得线程A的condition条件满足了,就可以唤醒线程A。
线程B
synchronized(obj) {
condition = true;
obj.notify();
}
四、需要注意的概念是:
1.调用obj的wait(), notify()方法前,必须获得obj锁,也就是必须写在synchronized(obj) {……} 代码段内。
2.调用obj.wait()后,线程A就释放了obj的锁,否则线程B无法获得obj锁,也就无法在synchronized(obj) {……} 代码段内唤醒A.
3.当obj.wait()方法返回后,线程A需要再次获得obj锁,才能继续执行。
4.如果A1,A2,A3都在obj.wait(),则B调用obj.notify()只能唤醒A1,A2,A3中的一个(具体哪一个由JVM决定)。
5.obj.notifyAll()则能全部唤醒A1,A2,A3,但是要继续执行obj.wait()的下一条语句,必须获得obj锁,因此,A1,A2,A3只有一个有机会获得锁继续执行,例如A1,其余的需要等待A1释放obj锁之后才能继续执行。
6.当B调用obj.notify/notifyAll的时候,B正持有obj锁,因此,A1,A2,A3虽被唤醒,但是仍无法获得obj锁。直到B退出synchronized块,释放obj锁后,A1,A2,A3中的一个才有机会获得锁继续执行。
并且为之实践了关怀和付出的善举。对于我性情中的易感和怨薄,