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同步的方法：
一、同步方法
即有synchronized关键字修饰的方法。 由于java的每个对象都有一个内置锁，当用此关键字修饰方法时， 内置锁会保护整个方法。在调用该方法前，需要获得内置锁，否则就处于阻塞状态。
注： synchronized关键字也可以修饰静态方法，此时如果调用该静态方法，将会锁住整个类。
二、同步代码块
即有synchronized关键字修饰的语句块。 被该关键字修饰的语句块会自动被加上内置锁，从而实现同步
代码如：
synchronized(object){
}
注：同步是一种高开销的操作，因此应该尽量减少同步的内容。通常没有必要同步整个方法，使用synchronized代码块同步关键代码即可。
package com.xhj.thread;
/** * 线程同步的运用
*
* @author XIEHEJUN
*
*/publicclass SynchronizedThread {
class Bank {
privateintaccount = 100;
publicint getAccount() {
return account;
}
/** * 用同步方法实现
*
* @param money
*/publicsynchronizedvoidsave(int money) {
account += money;
}
/** * 用同步代码块实现
*
* @param money
*/publicvoidsave1(int money) {
synchronized(this) {
account += money;
}
}
}
classNewThreadimplements Runnable {
private Bank bank;
public NewThread(Bank bank) {
this.bank = bank;
}
@Override
publicvoid run() {
for(inti = 0; i < 10; i++) {
// bank.save1(10);bank.save(10);
System.out.println(i + "账户余额为：" + bank.getAccount());
}
}
}
/** * 建立线程，调用内部类
*/publicvoid useThread() {
Bank bank =new Bank();
NewThread new_thread =new NewThread(bank);
System.out.println("线程1");
Thread thread1 =new Thread(new_thread);
thread1.start();
System.out.println("线程2");
Thread thread2 =new Thread(new_thread);
thread2.start();
}
publicstaticvoid main(String[] args) {
SynchronizedThread st =new SynchronizedThread();
st.useThread();
}
}
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示例加讲解
同步是多线程中的重要概念。同步的使用可以保证在多线程运行的环境中，程序不会产生设计之外的错误结果。同步的实现方式有两种，同步方法和同步块，这两种方式都要用到synchronized关键字。同步相关的参见《Synchronized之一：基本使用》
同步方法:给一个方法增加synchronized修饰符之后就可以使它成为同步方法，这个方法可以是静态方法和非静态方法，但是不能是抽象类的抽象方法，也不能是接口中的接口方法。下面代码是一个同步方法的示例：
publicsynchronizedvoid aMethod() {
// do something } publicstaticsynchronizedvoid anotherMethod() {
// do something }
线程在执行同步方法时是具有排它性的。当任意一个线程进入到一个对象的任意一个同步方法时，这个对象的所有同步方法都被锁定了，在此期间，其他任何线程都不能访问这个对象的任意一个同步方法，直到这个线程执行完它所调用的同步方法并从中退出，从而导致它释放了该对象的同步锁之后。在一个对象被某个线程锁定之后，其他线程是可以访问这个对象的所有非同步方法的。
同步块：同步块是通过锁定一个指定的对象，来对同步块中包含的代码进行同步；而同步方法是对这个方法块里的代码进行同步，而这种情况下锁定的对象就是同步方法所属的主体对象自身。如果这个方法是静态同步方法呢？那么线程锁定的就不是这个类的对象了，也不是这个类自身，而是这个类对应的java.lang.Class类型的对象。同步方法和同步块之间的相互制约只限于同一个对象之间，所以静态同步方法只受它所属类的其它静态同步方法的制约，而跟这个类的实例（对象）没有关系。
如果一个对象既有同步方法，又有同步块，那么当其中任意一个同步方法或者同步块被某个线程执行时，这个对象就被锁定了，其他线程无法在此时访问这个对象的同步方法，也不能执行同步块。
synchronized 关键字用于保护共享数据。请大家注意“共享数据”，你一定要分清哪些数据是共享数据，请看下面的例子：
publicclassThreadTestimplements Runnable{publicsynchronizedvoid run(){
for(inti=0;i<10;i++) {
System.out.print(" " + i);
}
}publicstaticvoid main(String[] args) {
Runnable r1 =newThreadTest();//也可写成ThreadTest r1 = new ThreadTest(); Runnable r2 =new ThreadTest();
Thread t1 =new Thread(r1);
Thread t2 =new Thread(r2);
t1.start();
t2.start();
}}
在这个程序中，run()虽然被加上了synchronized 关键字，但保护的不是共享数据。因为这个程序中的t1,t2 是两个对象（r1,r2）的线程。而不同的对象的数据是不同的，r1,r2 有各自的run()方法，所以输出结果无法预知。
synchronized的目的是使同一个对象的多个线程，在某个时刻只有其中的一个线程可以访问这个对象的synchronized 数据。每个对象都有一个“锁标志”，当这个对象的一个线程访问这个对象的某个synchronized 数据时，这个对象的所有被synchronized 修饰的数据将被上锁（因为“锁标志”被当前线程拿走了），只有当前线程访问完它要访问的synchronized 数据时，当前线程才会释放“锁标志”，这样同一个对象的其它线程才有机会访问synchronized 数据。
示例3：
publicclassThreadTestimplements Runnable{publicsynchronizedvoid run(){
for(inti=0;i<10;i++){
System.out.print(" " + i);
}
}publicstaticvoid main(String[] args){
Runnable r =new ThreadTest();
Thread t1 =new Thread(r);
Thread t2 =new Thread(r);
t1.start();
t2.start();
}}
如果你运行1000 次这个程序，它的输出结果也一定每次都是：0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 0 1 2 3 4 5 6 7 8 9。因为这里的synchronized 保护的是共享数据。t1,t2 是同一个对象（r）的两个线程，当其中的一个线程（例如：t1）开始执行run()方法时，由于run()受synchronized保护，所以同一个对象的其他线程（t2）无法访问synchronized 方法（run 方法）。只有当t1执行完后t2 才有机会执行。
示例4：
publicclassThreadTestimplements Runnable{publicvoid run(){
synchronized(this){
for(inti=0;i<10;i++){
System.out.print(" " + i);
}
}
}publicstaticvoid main(String[] args){
Runnable r =new ThreadTest();
Thread t1 =new Thread(r);
Thread t2 =new Thread(r);
t1.start();
t2.start();
}
}
这个程序与示例3 的运行结果一样。在可能的情况下，应该把保护范围缩到最小，可以用示例4 的形式，this 代表“这个对象”。没有必要把整个run()保护起来，run()中的代码只有一个for循环，所以只要保护for 循环就可以了。
示例5：
publicclassThreadTestimplements Runnable{publicvoid run(){
for(intk=0;k<5;k++){
System.out.println(Thread.currentThread().getName()+ " : for loop : " + k);
}synchronized(this){
for(intk=0;k<5;k++) {
System.out.println(Thread.currentThread().getName()+ " : synchronized for loop : " + k);
}} }publicstaticvoid main(String[] args){
Runnable r =new ThreadTest();
Thread t1 =newThread(r,"t1_name");
Thread t2 =newThread(r,"t2_name");
t1.start();
t2.start();
} }
运行结果：
t1_name : for loop : 0
t1_name : for loop : 1
t1_name : for loop : 2
t2_name : for loop : 0
t1_name : for loop : 3
t2_name : for loop : 1
t1_name : for loop : 4
t2_name : for loop : 2
t1_name : synchronized for loop : 0
t2_name : for loop : 3
t1_name : synchronized for loop : 1
t2_name : for loop : 4
t1_name : synchronized for loop : 2
t1_name : synchronized for loop : 3
t1_name : synchronized for loop : 4
t2_name : synchronized for loop : 0
t2_name : synchronized for loop : 1
t2_name : synchronized for loop : 2
t2_name : synchronized for loop : 3
t2_name : synchronized for loop : 4
第一个for 循环没有受synchronized 保护。对于第一个for 循环，t1,t2 可以同时访问。运行结果表明t1 执行到了k=2 时，t2 开始执行了。t1 首先执行完了第一个for 循环，此时t2还没有执行完第一个for 循环（t2 刚执行到k=2）。t1 开始执行第二个for 循环，当t1的第二个for 循环执行到k=1 时，t2 的第一个for 循环执行完了。t2 想开始执行第二个for 循环，但由于t1 首先执行了第二个for 循环，这个对象的锁标志自然在t1 手中（synchronized 方法的执行权也就落到了t1 手中），在t1 没执行完第二个for 循环的时候，它是不会释放锁标志的。所以t2 必须等到t1 执行完第二个for 循环后，它才可以执行第二个for 循环。
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三、wait与notify
wait():使一个线程处于等待状态，并且释放所持有的对象的lock。
sleep():使一个正在运行的线程处于睡眠状态，是一个静态方法，调用此方法要捕捉InterruptedException异常。
notify():唤醒一个处于等待状态的线程，注意的是在调用此方法的时候，并不能确切的唤醒某一个等待状态的线程，而是由JVM确定唤醒哪个线程，而且不是按优先级。
notifyAll():唤醒所有处入等待状态的线程，注意并不是给所有唤醒线程一个对象的锁，而是让它们竞争。
详细见：wait、notify、notifyAll的使用方法
四、使用特殊域变量(volatile)实现线程同步
见《Java并发编程之三：volatile关键字解析 转载》
下面使用volatile示例场景是错误的：
package com.dxz.volatiledemo;//只给出要修改的代码，其余代码与上同class Bank {
// 需要同步的变量加上volatileprivatevolatileintaccount = 100;
publicint getAccount() {
return account;
}
// 这里不再需要synchronizedpublicvoidsave(int money) {
account += money;
}
}package com.dxz.volatiledemo;import java.util.concurrent.CountDownLatch;publicclassMyThreadimplements Runnable {
Bank bank;
CountDownLatch cdl;
MyThread(Bank bank, CountDownLatch cdl) {
this.bank = bank;
this.cdl = cdl;
}
@Override
publicvoid run() {
for(inti = 1; i < 101; i++) {
bank.save(i);
}
cdl.countDown();
}
}package com.dxz.volatiledemo;import java.util.concurrent.CountDownLatch;import java.util.concurrent.ExecutorService;import java.util.concurrent.Executors;import java.util.concurrent.TimeUnit;publicclass Client {
publicstaticvoidmain(String[] args)throws InterruptedException {
intnum = 70;
ExecutorService es = Executors.newFixedThreadPool(num);
Bank bank =new Bank();
CountDownLatch cdl =new CountDownLatch(num);
for(inti = 0; i
MyThread mt =new MyThread(bank, cdl);
es.submit(mt);
//TimeUnit.SECONDS.sleep(1); }
cdl.await();
es.shutdown();
System.out.println(bank.getAccount());
}
}
每个线程间隔一秒时，计算结果是：353600，如果去掉线程间隔让线程竞争起来，结果很多时候不一致。验证了volatile变量的以下特性：
可见性。对一个volatile变量的读，总是能看到（任意线程）对这个volatile变量最后的写入。
原子性：对任意单个volatile变量的读/写具有原子性，但类似于volatile++这种复合操作不具有原子性。
五、使用重入锁实现线程同步
在JavaSE5.0中新增了一个java.util.concurrent包来支持同步。
ReentrantLock类是可重入、互斥、实现了Lock接口的锁，它与使用synchronized方法和快具有相同的基本行为和语义，并且扩展了其能力。
ReenreantLock类的常用方法有：
ReentrantLock() : 创建一个ReentrantLock实例
lock() : 获得锁
unlock() : 释放锁
注：ReentrantLock()还有一个可以创建公平锁的构造方法，但由于能大幅度降低程序运行效率，不推荐使用
例如：
在上面例子的基础上，改写后的代码为:
//只给出要修改的代码，其余代码与上同class Bank {
privateintaccount = 100;
//需要声明这个锁privateLock lock =new ReentrantLock();
publicint getAccount() {
return account;
}
//这里不再需要synchronized publicvoidsave(int money) {
lock.lock();
try{
account += money;
}finally{
lock.unlock();
}
}
｝
注：关于Lock对象和synchronized关键字的选择：
a.最好两个都不用，使用一种java.util.concurrent包提供的机制，能够帮助用户处理所有与锁相关的代码。
b.如果synchronized关键字能满足用户的需求，就用synchronized，因为它能简化代码
c.如果需要更高级的功能，就用ReentrantLock类，此时要注意及时释放锁，否则会出现死锁，通常在finally代码释放锁
六、使用局部变量实现线程同步
如果使用ThreadLocal管理变量，则每一个使用该变量的线程都获得该变量的副本，副本之间相互独立，这样每一个线程都可以随意修改自己的变量副本，而不会对其他线程产生影响。
ThreadLocal 类的常用方法
ThreadLocal() : 创建一个线程本地变量
get() : 返回此线程局部变量的当前线程副本中的值
initialValue() : 返回此线程局部变量的当前线程的"初始值"
set(T value) : 将此线程局部变量的当前线程副本中的值设置为value
例如：
在上面例子基础上，修改后的代码为：
//只改Bank类，其余代码与上同publicclass Bank{
//使用ThreadLocal类管理共享变量accountprivatestaticThreadLocal account =newThreadLocal(){
@Override
protected Integer initialValue(){
return100;
}
};
publicvoidsave(int money){
account.set(account.get()+money);
}
publicint getAccount(){
return account.get();
}
}
注：ThreadLocal与同步机制
a.ThreadLocal与同步机制都是为了解决多线程中相同变量的访问冲突问题。
b.前者采用以"空间换时间"的方法，后者采用以"时间换空间"的方式
七、使用阻塞队列实现线程同步
前面5种同步方式都是在底层实现的线程同步，但是我们在实际开发当中，应当尽量远离底层结构。 使用javaSE5.0版本中新增的java.util.concurrent包将有助于简化开发。 本小节主要是使用LinkedBlockingQueue
注：BlockingQueue
add()方法会抛出异常
offer()方法返回false
take()方法会阻塞
put()方法会阻塞
7.使用原子变量实现线程同步
需要使用线程同步的根本原因在于对普通变量的操作不是原子的。
那么什么是原子操作呢？原子操作就是指将读取变量值、修改变量值、保存变量值看成一个整体来操作即-这几种行为要么同时完成，要么都不完成。在java的util.concurrent.atomic包中提供了创建了原子类型变量的工具类，使用该类可以简化线程同步。其中AtomicInteger表可以用原子方式更新int的值，可用在应用程序中(如以原子方式增加的计数器)，但不能用于替换Integer；可扩展Number，允许那些处理机遇数字类的工具和实用工具进行统一访问。
AtomicInteger类常用方法：
AtomicInteger(int initialValue) : 创建具有给定初始值的新的
AtomicIntegeraddAddGet(int dalta) : 以原子方式将给定值与当前值相加
get() : 获取当前值
代码实例：
只改Bank类，其余代码与上面第一个例子同
class Bank {
privateAtomicInteger account =newAtomicInteger(100);
public AtomicInteger getAccount() {
return account;
}
publicvoidsave(int money) {
account.addAndGet(money);
}
}