|-目录
| 同步锁
-|同步锁使用范围
-|对象锁与静态锁
-|死锁
| volatile实现’内存共享’
-synchronized同步锁
1.同步锁使用范围
同步锁使用场景:多个线程对同一个对象中的实例变量进行并发访问。
方法体中声明的局部变量不需要同步处理。
public class ThreadPrivateNumDemo {
public static void main(String[] args) {
final PrintPrivateNum privateNum = new PrintPrivateNum();
Thread thread_1 = new Thread("thread_1") {
public void run() {
privateNum.printNum(Thread.currentThread().getName());
};
};
Thread thread_2 = new Thread("thread_2") {
@Override
public void run() {
privateNum.printNum(Thread.currentThread().getName());
}
};
thread_1.start();
thread_2.start();
}
}
class PrintPrivateNum {
public void printNum(String name) {
int num = 0; // 局部变量不需要同步锁
if ("thread_1".equals(name)) {
num += 300;
try {
Thread.sleep(1000);
} catch (InterruptedException e) {
e.printStackTrace();
}
}
if ("thread_2".equals(name)) {
num -= 100;
}
System.out.println(Thread.currentThread().getName() + ",Num:" + num);
}
}
从【图 1-1】可以验证
安全的局部变量
这句话,两个线程同时操作num变量,结果都是正常的。
class PrintPrivateNum {
private int num = 0; // 全局变量需要同步
将num局部变量改为全局变量,可以看出结果与想要的不太一样,我们想要的结果或许是thread_2,Num:300 thread_1,Num:200
或thread_1,Num:-100 thread_2,Num:200
,不会是【图1-2】中的结果,【图1-2】结果产生的原因是:thread_2修改Num=300后sleep,此时thread_1也同时进来修改了Num= 300 -100,故打印时Num已经变成了200。防止上述情况出现一般在方法声明加上synchronized关键字。
public synchronized void printNum(String name)
使用了synchronized 关键字则结果始终是【图1-3】,
原理说明:
synchronized 关键字在方法声明中使用时,是起到锁的这样一个作用,
作用:
每次有且只有一个线程执行该方法的方法体。
2.对象锁与静态锁
使用对象锁分为:synchronized(this)锁,synchronized(非this对象)锁。synchronized(this)锁与synchronized关键字在方法声明是一样的作用,
优点
都是解决多线程同步问题。synchronized(非this对象),对比与synchronized(this)的
优点
:提高多个方法同步的效率问题。
public class ThreadSynchronizedDemo {
public static void main(String[] args) throws InterruptedException {
final ThreadSynchronizedObject object = new ThreadSynchronizedObject();
Thread thread_1 = new Thread("thread_1") {
public void run() {
try{
object.threadMethodA();
} catch (InterruptedException e) {
e.printStackTrace();
}
};
};
Thread thread_2 = new Thread("thread_2") {
public void run() {
try{
object.threadMethodB();
} catch (InterruptedException e) {
e.printStackTrace();
}
};
};
thread_1.start();
thread_2.start();
Thread.sleep(3000);
long start_time = (ThreadSynchronizedTimeUtils.mMethodAIntoTime - ThreadSynchronizedTimeUtils.mMethodBIntoTime) > 0 ? ThreadSynchronizedTimeUtils.mMethodAIntoTime
: ThreadSynchronizedTimeUtils.mMethodBIntoTime;
long end_time = (ThreadSynchronizedTimeUtils.mMethodAOutTime - ThreadSynchronizedTimeUtils.mMethodBOutTime) > 0 ? ThreadSynchronizedTimeUtils.mMethodAOutTime
: ThreadSynchronizedTimeUtils.mMethodBOutTime;
System.out.println("总耗时:" + (end_time - start_time));
}
}
class ThreadSynchronizedObject {
public synchronized void threadMethodA() throws InterruptedException {
ThreadSynchronizedTimeUtils.setMethodAIntoTime();
System.out.println(Thread.currentThread().getName() + ",进入threadMethodA");
Thread.sleep(1000); ///<模拟方法请求耗时
System.out.println(Thread.currentThread().getName() + ",退出threadMethodA");
ThreadSynchronizedTimeUtils.setMethodAOutTime();
}
public void threadMethodB() throws InterruptedException {
synchronized (this) {
ThreadSynchronizedTimeUtils.setMethodBIntoTime();
System.out.println(Thread.currentThread().getName() + ",进入threadMethodB");
Thread.sleep(1000);
System.out.println(Thread.currentThread().getName() + ",退出threadMethodB");
ThreadSynchronizedTimeUtils.setMethodBOutTime();
}
}
}
class ThreadSynchronizedTimeUtils {
public static long mMethodAIntoTime;
public static long mMethodAOutTime;
public static long mMethodBIntoTime;
public static long mMethodBOutTime;
public static void setMethodAIntoTime() {
mMethodAIntoTime = System.currentTimeMillis();
}
public static void setMethodAOutTime() {
mMethodAOutTime = System.currentTimeMillis();
}
public static void setMethodBIntoTime() {
mMethodBIntoTime = System.currentTimeMillis();
}
public static void setMethodBOutTime() {
mMethodBOutTime = System.currentTimeMillis();
}
}
从上面代码以及结果可以得出两个结论:
1)synchronized关键字与synchronized(this)是同一把锁(this对象)
因为两个线程方法进入与退出始终是成对出现。
2)synchronized(this)锁使多线程同步执行方法体中的内容。
这里有一个奇怪的现象出现,将main线程sleep(3000)放到获取end_time后打印start_time与end_time始终为0;【莫非是内存释放了?】
class ThreadSynchronizedObject {
private Object object = new Object();
public synchronized void threadMethodA() throws InterruptedException {
ThreadSynchronizedTimeUtils.setMethodAIntoTime();
System.out.println(Thread.currentThread().getName() + ",进入threadMethodA");
Thread.sleep(1000); ///<模拟方法请求耗时
System.out.println(Thread.currentThread().getName() + ",退出threadMethodA");
ThreadSynchronizedTimeUtils.setMethodAOutTime();
}
public void threadMethodB() throws InterruptedException {
synchronized (object) {
ThreadSynchronizedTimeUtils.setMethodBIntoTime();
System.out.println(Thread.currentThread().getName() + ",进入threadMethodB");
Thread.sleep(1000);
System.out.println(Thread.currentThread().getName() + ",退出threadMethodB");
ThreadSynchronizedTimeUtils.setMethodBOutTime();
}
}
}
将
ThreadSynchronizedObject
类
threadMethodB
改为synchronized (非this)锁,效率如【图1-5】提升了一倍,故synchronized(非this)锁适用于各个实例方法都需要同步操作时。
静态锁:
应用在static静态方法上,锁为当前*.java文件的Class类。
public class ThreadSynchronizedStaticDemo {
public static void main(String[] args) {
Thread thread_1 = new Thread("thread_1"){
public void run() {
synchronizedStaticService.methodA();
};
};
Thread thread_2 = new Thread("thread_2") {
public void run() {
synchronizedStaticService.methodB();
};
};
thread_1.start();
thread_2.start();
}
}
class synchronizedStaticService {
public static synchronized void methodA() {
try{
System.out.println("" + Thread.currentThread().getName() + ",开始methodA()!");
Thread.sleep(1000);
System.out.println("" + Thread.currentThread().getName() + ",退出methodA()!");
} catch (InterruptedException e) {
e.printStackTrace();
}
}
public static void methodB() {
synchronized(synchronizedStaticService.class) {
try{
System.out.println("" + Thread.currentThread().getName() + ",开始methodB()!");
Thread.sleep(1000);
System.out.println("" + Thread.currentThread().getName() + ",退出methodB()!");
} catch(InterruptedException e) {
e.printStackTrace();
}
}
}
}
从【图1-6】看出methodA与methodB两个方法都是按照顺序执行完成,可见静态方法中synchronized关键字与synchronized(当前类.class)代码块作用一样。
3.死锁
出现死锁的情形:
两个或多个线程处于永久等待状态,每个线程都等待其他线程释放所持有的资源(锁)。
public class ThreadDealDemo {
public static void main(String[] args) {
final DealService dealService = new DealService();
Thread thread_1 = new Thread("thread_1") {
public void run() {
dealService.methodA();
};
};
Thread thread_2 = new Thread("thread_2") {
public void run() {
dealService.methodB();
};
};
thread_1.start();
thread_2.start();
}
}
class DealService {
private Object lock1 = new Object();
private Object lock2 = new Object();
public void methodA() {
System.out.println("" + Thread.currentThread().getName() + ",等待获取lock1");
synchronized (lock1) {
try {
System.out.println("" + Thread.currentThread().getName() + ",持有lock1");
Thread.sleep(2000);
System.out.println("" + Thread.currentThread().getName() + ",等待获取lock2");
synchronized (lock2) {
System.out.println("" + Thread.currentThread().getName() + ",持有lock2");
}
} catch (InterruptedException e) {
e.printStackTrace();
}
}
}
public void methodB() {
System.out.println("" + Thread.currentThread().getName() + ",等待获取lock2");
synchronized (lock2) {
try {
System.out.println("" + Thread.currentThread().getName() + ",持有lock2");
Thread.sleep(2000);
System.out.println("" + Thread.currentThread().getName() + ",等待获取lock1");
synchronized (lock1) {
System.out.println("" + Thread.currentThread().getName() + ",持有lock1");
}
} catch (InterruptedException e) {
e.printStackTrace();
}
}
}
}
从【图1-7】结果来看,进程一直处于运行状态,thread_1等待获取thread_2所持有的lock_2,thread_2等待获取thread_1所持有的lock_1,这样进程不借助外力的情况下,处于永久等待状态。
可以使用Java JDK自带工具jsp检测进程中死锁问题。
步骤:
1)
jsp查询根据结果找出进程号;eg:上述工程进程名为ThreadDealDemo进程号为46580.
2)
jstrck -l 进程号获取当前进程堆栈信息,找到deallock信息。可以如【1-10】有相应的死锁堆栈信息,方便找到死锁对应点。
-volatile实现’内存共享‘
volatile作用:使变量在多个线程可见;
volatile实现‘共享内存’的解释:使用volatile让原本‘私有堆栈’中的操作,变成‘公共堆栈’中操作,这样内存在每个线程中都可见了。
public class ThreadVolatileDemo {
public static void main(String[] args) throws InterruptedException {
ThreadVolatileRunnable runnable = new ThreadVolatileRunnable();
Thread thread = new Thread(runnable, "thread_1");
thread.start();
Thread.sleep(1000);
runnable.setPrint(false);
}
}
class ThreadVolatileRunnable implements Runnable {
private boolean isPrint = true;
public void setPrint(boolean flag) {
this.isPrint = flag;
if(!flag)
System.out.println("" + Thread.currentThread().getName() + ",尝试让线程退出!");
}
public void run() {
int num =0;
while (isPrint) {
num++;
}
System.out.println("" + Thread.currentThread().getName() + ",停止运行!num:" + num);
}
}
private volatile boolean isPrint = true;
当sleep 1s后尝试停止线程,可从【图1-11】看出程序开关一直显示红色[运行状态],停止不了。这也就是第一章
https://www.jianshu.com/p/d901b25e0d4a提到的,停止不了的死循环线程现象。
将isPrint变量增加volatile关键字后结果如【图1-12】程序正常退出。
这里要提示一个技术点,如果将打印语句移到while循环里,同样的操作线程也能停止。关键点在println方法中有Synchronized结构体
,synchronized作用于结构体时,作用:1)同步,2)让成员变量变为多线程可见;
故当我们又想让变量变为可见,又要同步则synchronized满足需求。
-总结
这里主要介绍了synchronized对象锁,静态锁使用方式场景,volatile实现内存共享功能。