Java-线程同步(1)

Android开发,避免不了的就是线程,不管是访问网络、读取文件还是其他一些耗时的任务,都应该在子线程中处理。这样,也就避免不了线程同步问题。

  • 线程同步有哪些办法?
    遇到这个问题,我们一般使用的是synchronized进行同步,当然,有些同步也会通过lock去完成。如果是一些简单的同步,我们会使用关键字volatile去处理,也会使用原子变量AtomicXXX处理。

synchronized

对一个对象加锁,可以修饰一个方法或者代码块。

  1. 对一个代码块加锁,我们最常见的就是单例模式:
 private static volatile Project sInstance;
        private Project(){}
        public static Project getInstance(){
            if(sInstance == null){
                synchronized (Project.class){
                    if(sInstance == null){
                        sInstance = new Project();
                    }
                }
            }
            return sInstance;
        }
  1. 对一个方法加锁,这个在一些同步方法中很常见
public synchronized void set(){
}
  • 使用synchronized时,最主要的注意加锁对象。尤其是对方法加锁时,要注意静态方法和非静态方法的加锁对象是不一致的。
 public synchronized void get(){
        System.out.println("not static:"+Thread.currentThread().getName());
        try {
            Thread.sleep(1000);
            System.out.println("sleep stop:"+Thread.currentThread().getName());
        } catch (InterruptedException e) {
            e.printStackTrace();
        }
    }

    public synchronized static  void getS(){
        System.out.println("static:"+Thread.currentThread().getName());
    }

    public static void main(String[] args){
        final ThreadSync threadSync = new ThreadSync();
        new Thread(new Runnable() {
            @Override
            public void run() {
                threadSync.get();
            }
        }).start();

        new Thread(new Runnable() {
            @Override
            public void run() {
                ThreadSync.getS();
                threadSync.get();
            }
        }).start();
    }
Java-线程同步(1)_第1张图片
输出

通过输出可以看出:
1 先执行线程0,输出正常的日志,然后线程0休眠。注意sleep不会释放锁
2 在执行线程1,输出正常的日志。如果锁没有生效,应该输出的是get方法的第一句日志。但是因为锁的原因一直等到线程0休眠结束

  • synchronized 加在静态方法时,锁的对象是当前的类对象,也就是class对象
  • synchronized加载非静态方法时,锁的对象是当前的对象,所以new 不同的对象时锁也不一样

    public synchronized static  void getS(){
        System.out.println("static:"+Thread.currentThread().getName());
        try {
            Thread.sleep(1000);
            System.out.println("sleep stop:"+Thread.currentThread().getName());
        } catch (InterruptedException e) {
            e.printStackTrace();
        }
    }

    public void get1(){
        synchronized (ThreadSync.class){
            System.out.println("class :"+Thread.currentThread().getName());
        }
    }

    public static void main(String[] args){
        final ThreadSync threadSync = new ThreadSync();
        new Thread(new Runnable() {
            @Override
            public void run() {
                ThreadSync.getS();
            }
        }).start();

        new Thread(new Runnable() {
            @Override
            public void run() {
                threadSync.get1();
            }
        }).start();
    }
Java-线程同步(1)_第2张图片
image.png

1 可以看到,先执行的是线程0,输出第一句话,然后线程进入休眠
2 等到线程0休眠结束,开始执行线程1的方法,这两个方法都加在class对象上

Lock

java还提供了Lock对象进行加锁,不过这个Android开发中用的并不是很多。首先我们看看Lock如何加锁

private static Lock lock = new ReentrantLock();
    public  void get(){
        lock.lock();
        System.out.println("not static:"+Thread.currentThread().getName());
        try {
            Thread.sleep(1000);
            System.out.println("sleep stop:"+Thread.currentThread().getName());
        } catch (InterruptedException e) {
            e.printStackTrace();
        }
        lock.unlock();
    }
    public  static  void getS(){
        lock.lock();
        System.out.println("static:"+Thread.currentThread().getName());
        lock.unlock();
    }
    public static void main(String[] args){
        final ThreadSync threadSync = new ThreadSync();
        new Thread(new Runnable() {
            @Override
            public void run() {
                threadSync.get();
            }
        }).start();

        new Thread(new Runnable() {
            @Override
            public void run() {
                threadSync.getS();
            }
        }).start();
    }
image.png

可以看到,一般通过lock()方法开始加锁,通过unlock方法释放锁。

注意,如果忘记调用unlock方法,那么锁一直释放不了!

那么除去这两个方法,还有哪些方法呢?


Java-线程同步(1)_第3张图片
image.png
  • tryLock
 private static Lock lock = new ReentrantLock();
    public  void get(){
        boolean isLock = lock.tryLock();
        System.out.println("not static:"+isLock+":"+Thread.currentThread().getName());
        try {
            Thread.sleep(1000);
            System.out.println("sleep stop:"+Thread.currentThread().getName());
        } catch (InterruptedException e) {
            e.printStackTrace();
        }
        lock.unlock();
    }
    public  static  void getS(){
        boolean isLock = lock.tryLock();
        if(isLock) {
            System.out.println("static:" +isLock+":"+ Thread.currentThread().getName());
            lock.unlock();
        }else {
            System.out.println("static:" + isLock + ":" + Thread.currentThread().getName());
        }
    }
image.png

可以看到,日志还是顺序输出了!
1 tryLock 含义也就是“试着获取锁”,如果没有获取到锁,那么返回false,如果获取到锁,那么返回true。
2 还有一个带时间的tryLock方法,就是在最大多长时间内,如果没有获取到锁,那么就放弃获取锁。

  • lockInterruptibly
 private static Lock lock = new ReentrantLock();
    public void get() {
        try {
            lock.lockInterruptibly();
            System.out.println("lock :"+ Thread.currentThread().getName());
            Thread.sleep(1000);
        } catch (Exception e) {
            e.printStackTrace();
        }finally {
            lock.unlock();
        }
    }
    public static void main(String[] args) {
        final ThreadSync threadSync = new ThreadSync();
        Thread thread1 = new Thread(new Runnable() {
            @Override
            public void run() {
                threadSync.get();
            }
        });

        Thread thread2 = new Thread(new Runnable() {
            @Override
            public void run() {
                threadSync.get();
            }
        });
        thread1.start();
        thread2.start();

        try {
            Thread.sleep(100);
            thread2.interrupt();
        } catch (InterruptedException e) {
            e.printStackTrace();
        }
    }
Java-线程同步(1)_第4张图片
image.png

可以看出,线程0正常执行。线程1 在获取锁过程中,如果线程调用interrupt(),那么线程1就出现一个异常。
当我们替换为lock时,输出结果如下图:


Java-线程同步(1)_第5张图片
image.png

可以看出:如果是lock获取锁,那么在获取锁的过程中中断线程不会有任何的反应。但是获取到锁之后,中断开始响应,所以线程停止休眠,抛出一个中断异常。

  • newCondition
    我们在使用synchronized时,很多情况会用到Object. wait,notify。而且这些方法必须放在synchronized代码块中。那么Lock有没有相应的功能呢,这个就是newCondition。
 private static Lock lock = new ReentrantLock();
    private static Condition condition = lock.newCondition();
    public void get() {
        try {
            lock.lock();
            System.out.println("wait :"+ Thread.currentThread().getName());
            condition.await();
            System.out.println("lock :"+ Thread.currentThread().getName());
        } catch (Exception e) {
            e.printStackTrace();
        }finally {
            lock.unlock();
        }
    }


    public static void main(String[] args) {
        final ThreadSync threadSync = new ThreadSync();
        Thread thread1 = new Thread(new Runnable() {
            @Override
            public void run() {
                threadSync.get();
            }
        });
        thread1.start();

        try {
            Thread.sleep(100);
            lock.lock();
            condition.signal();
            System.out.println("signal :"+ Thread.currentThread().getName());
            lock.unlock();
        } catch (InterruptedException e) {
            e.printStackTrace();
        }
    }
Object Condition 是否会释放锁
wait await 会释放锁
notify signal 不会释放锁
notifyAll signalAll 不会释放锁
image.png

1 调用signal,线程0开始正常输出,说明await和Object中的wait一样,signal和Object中的notify 一样
2 先输出wait,在输出signal,也就是说await也会释放锁

Object Condition 是否会释放锁
wait await 会释放锁
notify signal 不会释放锁
notifyAll signalAll 不会释放锁

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