Java多线程简析——Synchronized（同步锁）、Lock以及线程池
Java多线程
Java中，可运行的程序都是有一个或多个进程组成。进程则是由多个线程组成的。
最简单的一个进程，会包括mian线程以及GC线程。
线程的状态
线程状态由以下一张网上图片来说明：
在图中，红框标识的部分方法，可以认为已过时，不再使用。
（1）wait、notify、notifyAll是线程中通信可以使用的方法。线程中调用了wait方法，则进入阻塞状态，只有等另一个线程调用与wait同一个对象的notify方法。这里有个特殊的地方，调用wait或者notify，前提是需要获取锁，也就是说，需要在同步块中做以上操作。
（2）join方法。该方法主要作用是在该线程中的run方法结束后，才往下执行。如以下代码：
package com.thread.simple;
public class ThreadJoin {
public static void main(String[] args) {
Thread thread= new Thread(new Runnable() {
@Override
public void run() {
System.err.println("线程"+Thread.currentThread().getId()+" 打印信息");
}
});
thread.start();
try {
thread.join();
} catch (InterruptedException e) {
// TODO Auto-generated catch block
e.printStackTrace();
}
System.err.println("主线程打印信息");
}
}
线程8 打印信息
主线程打印信息
如果去掉其中的join方法，则显示如下：
主线程打印信息
线程8 打印信息
（3）yield方法。这个是线程本身的调度方法，使用时你可以在run方法执行完毕时，调用该方法，告知你已可以出让内存资源。
其他的线程方法，基本都会在日常中用到，如start、run、sleep，这里就不再介绍。
Synchronized（同步锁）
在Java中使用多线程，你就不能绕过同步锁这个概念。这在多线程中是十分重要的。
在Java多线程的使用中，你必然会遇到一个问题：多个线程共享一个或者一组资源，这资源包括内存、文件等。
很常见的一个例子是，张三在银行账户存有9999元，经过多次的取100，存100后，账户还有多少钱？
看代码：
以下表示账户信息：
package com.thread.simple;
import java.sql.Time;
import java.util.concurrent.TimeUnit;
public class Account {
private String name;
private float amt;
public Account(String name,float amt) {
this.name=name;
this.amt=amt;
}
public void increaseAmt(float increaseAmt){
try {
TimeUnit.SECONDS.sleep(1);
} catch (InterruptedException e) {
// TODO Auto-generated catch block
e.printStackTrace();
}
amt+=increaseAmt;
}
public void decreaseAmt(float decreaseAmt){
try {
TimeUnit.SECONDS.sleep(1);
} catch (InterruptedException e) {
// TODO Auto-generated catch block
e.printStackTrace();
}
amt-=decreaseAmt;
}
public void printMsg(){
System.out.println(name+"账户现有金额为："+amt);
}
}
以下是我们操作账户的方法：
final int NUM=100;
Thread[] threads=new Thread[NUM];
for(int i=0;ijava中，提供了多种使用同步锁的方式。
（1）对动态方法的修饰。
作用的是调用该方法的对象（或者说对象引用）。
public synchronized void doSomething(){}( 2) 对代码块的修饰。
作用的是调用该方法的对象（或者说对象引用）。
public void increaseAmt(float increaseAmt){
try {
TimeUnit.SECONDS.sleep(1);
} catch (InterruptedException e) {
// TODO Auto-generated catch block
e.printStackTrace();
}
synchronized (this) {
System.out.println(this);
amt+=increaseAmt;
}
}（3）对静态方法的修饰。
作用的是静态方法所在类的所有对象（或者说对象引用）。
public synchronized static void increaseAmt(float increaseAmt){
try {
TimeUnit.SECONDS.sleep(1);
} catch (InterruptedException e) {
// TODO Auto-generated catch block
e.printStackTrace();
}
amt+=increaseAmt;
}（4）对类的修饰。
作用的是静态方法所在类的所有对象（或者说对象引用）。
synchronized (AccountSynchronizedClass.class) {
amt-=decreaseAmt;
}以修饰代码块的方式为例，我们重新运行以上代码后，得到了正确的结果。代码如下：
package com.thread.simple;
import java.util.concurrent.TimeUnit;
/**
* Synchronized 代码块
* @author 战国
*
*/
public class AccountSynchronizedBlock {
private String name;
private float amt;
public AccountSynchronizedBlock(String name,float amt) {
this.name=name;
this.amt=amt;
}
public void increaseAmt(float increaseAmt){
try {
TimeUnit.SECONDS.sleep(1);
} catch (InterruptedException e) {
// TODO Auto-generated catch block
e.printStackTrace();
}
synchronized (this) {
System.out.println(this);
amt+=increaseAmt;
}
}
public void decreaseAmt(float decreaseAmt){
try {
TimeUnit.SECONDS.sleep(1);
} catch (InterruptedException e) {
// TODO Auto-generated catch block
e.printStackTrace();
}
synchronized (this) {
System.out.println(this);
amt-=decreaseAmt;
}
}
public void printMsg(){
System.out.println(name+"账户现有金额为："+amt);
}
}
//多线程synchronized修饰代码块 ,每次计算的值都一样
final AccountSynchronizedBlock account=new AccountSynchronizedBlock("张三", 9999.0f);
final int NUM=50;
Thread[] threads=new Thread[NUM];
for(int i=0;i以上是同步锁的简单说明。
在JDK5中，Java又引入了一个相似的概念Lock，也就是锁。功能与synchronized是类似的。
Lock
Lock对比synchronized有高手总结的差异如下：
总结来说，Lock和synchronized有以下几点不同：
1）Lock是一个接口，而synchronized是Java中的关键字，synchronized是内置的语言实现；
2）synchronized在发生异常时，会自动释放线程占有的锁，因此不会导致死锁现象发生；而Lock在发生异常时，如果没有主动通过unLock()去释放锁，则很可能造成死锁现象，因此使用Lock时需要在finally块中释放锁；
3）Lock可以让等待锁的线程响应中断，而synchronized却不行，使用synchronized时，等待的线程会一直等待下去，不能够响应中断；
4）通过Lock可以知道有没有成功获取锁，而synchronized却无法办到。
5）Lock可以提高多个线程进行读操作的效率。
在性能上来说，如果竞争资源不激烈，两者的性能是差不多的，而当竞争资源非常激烈时（即有大量线程同时竞争），此时Lock的性能要远远优于synchronized。所以说，在具体使用时要根据适当情况选择。
（参考http://www.cnblogs.com/dolphin0520/p/3923167.html）。Lock的操作与synchronized相比，灵活性更高，而且Lock提供多种方式获取锁，有Lock、ReadWriteLock接口，以及实现这两个接口的ReentrantLock类、ReentrantReadWriteLock类。
对Lock的简单操作代码如下：
package com.thread.simple;
import java.util.ArrayList;
import java.util.List;
import java.util.concurrent.locks.Lock;
import java.util.concurrent.locks.ReadWriteLock;
import java.util.concurrent.locks.ReentrantLock;
import java.util.concurrent.locks.ReentrantReadWriteLock;
public class LockImp {
private Lock lock=new ReentrantLock();
private ReadWriteLock rwLock=new ReentrantReadWriteLock();
private List list=new ArrayList();
public void doReentrantLock(Thread thread){
lock.lock();
System.out.println(thread.getName()+"获取锁");
try {
for(int i=0;i<10;i++){
list.add(i);
}
} catch (Exception e) {
}finally{
lock.unlock();
System.out.println(thread.getName()+"释放锁");
}
}
public void doReentrantReadLock(Thread thread){
rwLock.readLock().lock();
System.out.println(thread.getName()+"获取读锁");
try {
for(int i=0;i<10;i++){
list.add(i);
}
} catch (Exception e) {
}finally{
rwLock.readLock().unlock();
System.out.println(thread.getName()+"释放读锁");
}
}
public void doReentrantWriteLock(Thread thread){
rwLock.writeLock().lock();
System.out.println(thread.getName()+"获取写锁");
try {
for(int i=0;i<10;i++){
list.add(i);
}
} catch (Exception e) {
}finally{
rwLock.writeLock().unlock();
System.out.println(thread.getName()+"释放写锁");
}
}
/**
* @param args
*/
public static void main(String[] args) {
final LockImp lockImp=new LockImp();
final Thread thread1=new Thread();
final Thread thread2=new Thread();
final Thread thread3=new Thread();
new Thread(new Runnable() {
@Override
public void run() {
lockImp.doReentrantLock(thread1);
}
}).start();
new Thread(new Runnable() {
@Override
public void run() {
lockImp.doReentrantLock(thread2);
}
}).start();
new Thread(new Runnable() {
@Override
public void run() {
lockImp.doReentrantLock(thread3);
}
}).start();
lockImp.doReentrantReadLock(thread1);
lockImp.doReentrantReadLock(thread2);
lockImp.doReentrantReadLock(thread3);
lockImp.doReentrantWriteLock(thread1);
lockImp.doReentrantWriteLock(thread2);
lockImp.doReentrantWriteLock(thread3);
}
}
Lock的使用中，务必需要lock、unlock同时使用，避免死锁。
线程池的使用
为什么使用线程池？因为使用它有好处：（1）在界面上，简化了写法，代码更简洁（2）对程序中的线程可以进行适度的管理（3）有效较低了多个线程的内存占有率等。
这是一篇讲述线程池非常好的文章：http://www.cnblogs.com/dolphin0520/p/3932921.html
如果对线程池有不了解的同学，可以参考链接中的文章，讲的深入浅出。
在这里只是简单的封装一个线程池的工具类，仅供参考：
package com.thread.simple;
import java.util.concurrent.ExecutorService;
import java.util.concurrent.Executors;
public class ThreadPoolUtil {
private volatile static ThreadPoolUtil instance;
private ThreadPoolUtil(){}
private static ExecutorService threadPool;
public static ThreadPoolUtil getInstance(){
if(instance==null){
synchronized (ThreadPoolUtil.class) {
instance=new ThreadPoolUtil();
threadPool=Executors.newCachedThreadPool();
}
}
return instance;
}
public void excute(Runnable runnable){
threadPool.execute(runnable);
}
public void shutdown(){
threadPool.shutdown();
}
public boolean isActive(){
if(threadPool.isTerminated()){
return false;
}
return true;
}
}