java并发知识点（3）-同步

1. 同步

两个或两个以上的线程如何共享同一对数据的存取

为了解决以上问题需要竞争条件

1.1 竞争条件的一个例子

为了避免多线程引起对共享数据的误操作，必须要同步存取

模拟银行转账代码

public void transfer(int from,int to,double amount){

    System.out.print(Thread.currentThread());

    accounts[from]-=amount;

    System.out.printf("%10.2f, from %d to %d",amount,from,to);

    System.out.printf("total balance: %10.2f%n",getTotalBalance;

}

这里是Runnable类的代码，run 方法不断从一个账户转到另一个账户

Runnable r = ()->{

    try{

        while(true){

            int toAccount = (int)(bank.size()*Math.random);

             double amount = MAX_AMOUNT * Math.random();

             bank.transfer(fromAccount, toAccount, amount);

            Thread, sleep((int) (DELAY * Math.random()));

        }

    }

    catch(InterraputException e)

    {

    }

}

我们可以确定的是总额是不变的。但是结果确是这样

总额变化

UnsynchBankTest

Bank

运行截图

为什么会出现这种状况

下面我们看一下详解

两个线程同时更新一个银行账户的时候，会出现问题

问题在于对金额的增加操作不是不可分割的原子操作

amounts[to] 可以被处理成为以下操作

1）将amounts[to] 加载到寄存器

2）增加amount

3）将结果写回amount

// 假想第一个线程执行步骤1、2被剥夺了运行权，第二个线程被唤醒并修改了amounts之后第一个线程被唤醒，继续执行。这样第一个线程擦去第二个线程的修改

无规律出错发生的事很可能是线程的原因

上面代码出错的原因是transfer方法可能会被中断

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1.2 锁对象

如果要想上述转移完成，就要让transfer方法不被中断。

有两种方法防止代码块受并发干扰

1. 通过ReentrantLock类

private Lock myLock = new ReemtrantLock()  

try{

    do some work;

}finally{

    myLock.unlock();  // make sure the lock is unlock;

}

// 这一结构确保任何时刻只有一个线程进入临界区。一旦一个线程封锁了锁对象，其他任何线程都无法通过lock语句，其他线程调用lock时他们会被阻塞，知道第一个线程释放该锁对象

执行图

但是线程在操作不同的bank实例的时候是不会相互阻塞的

锁是可以重入的，线程可以重复获得已经持有的锁，一个被锁保护的代码可以调用另一个使用相同锁的方法

transfer方法调用getTotalBalance方法也会封锁bankLock对象，此时bankLock对象持有数为2，当getTotalBalance退出持有计数才会变为1，当transfer方法退出后引用计数变为0，线程释放锁

常用锁方法

1.3 条件对象

通常情况下，线程进入临界区，却发现满足某一条件之后它才能执行。要使用一个条件对象来管理那些已经获得一个锁，但却不能做有用工作的线程

我们来细化模拟银行的转账操作，避免没有足够的资金来转出

不能使用以下的代码

if (bank.getBalance(from) >= amount)

bank.transfer(from, to, amount) ;

因为线程完全有可能成功完成测试之后中断

if (bank.getBalance(from) >= amount)

// 可能在这里进行中断

bank.transfer(from, to, amount) ;

由于线程被中断了，可能线程再回来时已经余额不足，所以必须确保没有其他线程中断检查余额与转账操作。通过锁来保护检查余额与转账

加锁控制

线程获得了排他性访问，会一直拥有该锁。这是我们需要拥有条件锁的原因

一个锁对象可以有一个或者多个相关的条件对象 newCondition获得条件对象

习惯给条件对象命名所表达相关条件的名字

class Bank {

    private Condition sufficientFunds;

    public Bank(){

        sufficientFunds = bankLock.newCondition();

    }

}

// 如果发现余额不足调用sufficientFunds.await()方法，线程阻塞释放该锁

等待获得锁的线程或和调用await的方式是不同的

线程调用await方法，进入该条件的等待集。当锁可用，该线程不能马上解除阻塞。阻塞状态，直到另一个线程调用统一条件上的signalAll方法

signalAll方法激活因为这个条件而等待的线程，等待线程从等待集中移出，再次成为可运行的，调度器再次激活他们。它们从新竞争进入锁对象，一旦锁可用，他们中某个将从await调用返回，获得该锁从上次阻塞的地方继续运行

一旦使用await，没法激活自身，需要寄希望与其他线程。否则永远不会运行

注意死锁现象

所有的线程不能均不能获得锁，造成死锁现象。程序被挂起

基本方法