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Java线程同步 (synchronized wait notify)

 
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注:wait notify 都是Object的方法

 

同步(阻塞) :是一种防止对共享资源访问导致的数据不一致的一种模式。

详细请参看操作系统。

 

在Java中,由于对多线程的支持,对同步的控制主要通过以下几个方法,synchronized,和wait(),notify()和notifyAll(),下面进行一一的讲解:

 

A关键字synchronized

每个java对象都有一把, 当有多个线程同时访问共享资源的时候, 需要Synchronize 来控制安全性, synchronize 分 synchronize 方法 和synchronize,使用synchronize块时, 一定要显示的获得该对象的锁(如synchronize(object))而方法则不需要。

java的内存模型是对每一个进程有一个主内存, 每个线程有自己的内存, 他们从主内存中取数据, 然后计算, 再存入主内存中。 

并发问题如下:如果多个线程同事操作同一数据, A线程从主内存中取的I的值为1, 然后进行加1操作, 这时B线程也取I的值, 进行加2操作, 然后A存入2到主内存中, B也存入, 这样就覆盖了A的值(同数据库中的并发问题一样)。

解决办法是用synchronize, 如用synchronized(I)。被synchronize 修饰的方法(块)把以下三步操作当成一个原子操作:取数据, 操作数据, 存数据。 我们知道原子操作是不可以被打断的, 所以其保证了数据一致性, 这样同一时间只有一个线程再执行, 对性能有一定的影响。这也是synchronize的第二个作用:保证统一时间只有一个线程再运行。 当实现SOCKET连接的时候经常用到.

JAVA中规定对非FLOAT, LONG的原始类型的取和存操作为原子操作。 其实就是对一个字(32位)的取,存位原始操作, 因为FLOAT, LONG为两个字节的长度, 所以其取, 存为非原子操作。 如果想把他们也变为原子操作, 可以用VOLATILE关键字来修饰

 

使用方法:

作用区域主要有两种:

1.方法

2.代码块

被synchronized声明的方法被称为同步方法,被其修饰的代码块称为同步语句。无论是同步方法还是同步语句,只要声明为同步了,在同一时刻,同一个对象的同步XX是不可以被同时访问的,而不同对象之间的同步方法是互不干扰的。

 

具体实现(如下代码都在某个类定义中):

同步方法:

Public synchronized void change() {

//

}

 

同步语句:(因为效率问题,有时考虑使用同步语句块)

    Public void change() {

Synchronized(this) {

 

}

}

这个同步语句是针对当前对象的,有时,我们就是想让一段代码同步,可能与当前对象并没什么关系,可以自定义同步的锁。如下:

private byte[]  lock= new byte[0];

 

 

  Public void change() {

Synchronized(lock) {

 

}

}

自定义锁注意事项:

1必须是private,防止在类外部引用改变。

2如果可能用到,重写get方法,返回对象的clone,而不是本身。

 

 

 

 

其他用法:

Synchronized除了可以作用于方法,代码块,还可以作用于静态方法,类,某个实例。但是都存在效率问题,一定要慎用。

 

Class Foo   {   

 

public synchronizedstatic void methodAAA()// 同步的static 函数  

{   

 

//….  

 

}  

  public void methodBBB()   {   

 

synchronized(Foo.class)// class literal(类名称字面常量) 

 

 } }

这样修饰后代表的是:统一时刻,被修饰部分只有一个对象可以运行,因为它的声明是针对类的。

 

2.wait()/notify()/notifyAll()

 

注意:

在Java中,每个对象都有个对象锁标志(Object lock flag)与之想关联,当一个线程A调用对象的一段synchronized代码时,

  它首先要获取与这个对象关联的对象锁标志,然后执行相应的代码,执行结束后,把这个对象锁标志返回给对象;因此,在线程A执行

  synchronized代码期间,如果另一个线程B也要执行同一对象的一段synchronized代码时(不一定与线程A执行的相同),它将

  要等到线程A执行完后,才能继续....

  

  如何利用wait() notify() notifyAll()?

  

  在synchronized代码被执行期间,线程可以调用对象的wait()方法,释放对象锁标志,进入等待状态,并且可以调用notify()或者

  notifyAll()方法通知正在等待的其他线程。notify()通知等待队列中的第一个线程,notifyAll()通知的是等待队列中的所有线程

例子程序:

/**

 *PrintNum.java

 * Created on 5:18:04 PM Feb 22, 2009

 *@author Quasar063501

 *@version 0.1

 * 

 */

public class PrintNum {

 

private byte[] lock = new byte[0];  //自定义锁对象,这样代价最小,也可已使用当前对象this

 

public void demo() {

PrintThread a = new PrintThread("a");

PrintThread b = new PrintThread("b");

a.start();

b.start();

}

 

class PrintThread extends Thread {

 

public PrintThread(String name) {

this.setName(name);

}

 

public void run() {

synchronized(lock) {

for(int i =0; i < 100; i++) {

if(i % 10 == 0 && 0 != i) {

try {

lock.wait();   //暂时释放资源

lock.notify();       //唤醒另外一个进程

catch (InterruptedException e) {

e.printStackTrace();

}

}

System.out.println(this.getName()+": "+i);

}

}

}

}

}

这个程序最终会因为互相唤醒而死锁,请你解决!

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