java多线程(2) 线程同步

我们对线程访问同一份资源的多个线程之间,来进行协调的这个东西,就是线程同步。
 
例子1:模拟了多个线程操作同一份资源,可能带来的问题:              
package com.cy.thread;

public class TestSync implements Runnable{
    Timer timer = new Timer();
    public static void main(String[] args) {
        TestSync test = new TestSync();
        Thread t1 = new Thread(test);
        Thread t2 = new Thread(test);
        t1.setName("t1");
        t2.setName("t2");
        t1.start();
        t2.start();
    }
    
    @Override
    public void run() {
        timer.add(Thread.currentThread().getName());
    }

}

class Timer{
    private static int num = 0;
    public void add(String name){
        num++;
        try {
            Thread.sleep(1);
        } catch (InterruptedException e) {
            e.printStackTrace();
        }
        System.out.println(name+",你是第"+num+"个使用timer的线程");
    }
}
View Code
两个线程访问的都是time对象;访问的都是time对象中的add方法;
但是console打印出来是:
 为什么会出现上述问题呢?
解释:
第一个线程访问time对象的add方法,将num++,num变为1了;然后睡眠了;
这时候第二个线程开始执行,访问的仍然是同一份对象timer,肯定也是同一个num,num原来是1,执行num++,num变为2了;然后开始睡眠;
第一个线程醒过来了,num这时候是2,打印:t1,你是第2个使用timer的线程
第二个线程醒过来,打印:t2,你是第2个使用timer的线程
问题出在,这个线程在执行add这个方法的过程之中,被另外一个线程打断了;
num++;和
System.out.println(name+",你是第"+num+"个使用timer的线程");
这句话本来应该作为一个原子性的输出;你不能在中间给我打断了;
例子中写Thread.sleep(1)给另外一个线程执行的机会,方便看到效果;
但是即便是不写sleep(1),你很有可能看见的是正确的结果,但是当这个程序执行起来的过程之中,它还是有可能出问题;
中间还是有可能被打断;
怎么解决呢?
在执行
num++;
try {
    Thread.sleep(1);
} catch (InterruptedException e) {
    e.printStackTrace();
}
System.out.println(name+",你是第"+num+"个使用timer的线程");
这句话的过程之中,请你把我当前的对象锁住就行了;

于是代码修改为:

class Timer{
    private static int num = 0;
    public void add(String name){
        synchronized (this) {
            num++;
            try {
                Thread.sleep(1);
            } catch (InterruptedException e) {
                e.printStackTrace();
            }
            System.out.println(name+",你是第"+num+"个使用timer的线程");
        }
    }
}
synchronized (this):
锁定当前对象;在执行synchronized 后面大括号之间语句的过程之中,一个线程执行的过程之中,不会被另外一个线程打断;
一个线程已经进入到synchronized (this){}这个锁定的区域里面了,你放心,不可能有另外一个线程也在这里边;
既然锁定当前对象time了,它里面的成员变量num跟着也就锁定了;
这就是锁的机制;(互斥锁)

上面的还有一种简便的写法是这样的:

package com.cy.thread;

public class TestSync implements Runnable{
    Timer timer = new Timer();
    public static void main(String[] args) {
        TestSync test = new TestSync();
        Thread t1 = new Thread(test);
        Thread t2 = new Thread(test);
        t1.setName("t1");
        t2.setName("t2");
        t1.start();
        t2.start();
    }
    
    @Override
    public void run() {
        timer.add(Thread.currentThread().getName());
    }

}

class Timer{
    private static int num = 0;
    public synchronized void add(String name){
        num++;
        try {
            Thread.sleep(1);
        } catch (InterruptedException e) {
            e.printStackTrace();
        }
        System.out.println(name+",你是第"+num+"个使用timer的线程");
    }
}
View Code
public synchronized void add(String name)相当于在执行这个方法的过程之中,锁定当前对象,锁定this;
是在执行这个方法的过程之中,当前对象被锁定;
分析现在的执行过程:
t1开始执行,调用add方法,num++,num变为1了,然后sleep,它睡着了没关系,睡着的时候还抱着这把锁呢。
别人进不来,你必须得等它执行完了,你才可以继续执行;
必须等它醒了,把
System.out.println(name+",你是第"+num+"个使用timer的线程");
这句话执行完了,另外一个线程才有执行的机会。

synchronized这个关键字会锁定某一段代码,它的内部的含义是当执行这段代码的过程之中,锁定当前对象;
另外一个人如果也想访问我这对象的话,他只能等着,等我这段代码执行完了,我的锁自然而然也就打开了。
你才能进的来。你才能访问我这对象;
 
二、当我们讲了锁之后,多线程还会带来其他的问题,一个典型的问题就是死锁。
 死锁的原理:
死锁的原理:
当某一个线程执行的过程之中,需要锁定某个对象A,它已经把这个对象A锁住了;它还需要锁定另外的一个对象B,才能把整个操作执行完。
接下来另外一个线程,他也需要锁定两个对象,他首先锁定的是B;
第一个线程,它锁定了A,然后再拥有B对象的锁,它就能完成了;
第二个线程,他锁定了B,如果再能拥有A对象的锁,他就能完成了;
第一个线程锁定了A,但是执行不下去了,它等待的东西B被其他线程锁住了;
第二线程也执行不下去了,他等的东西A被另外的线程锁住了;
就是死锁了。
用程序来模拟:
package com.cy.thread;

public class TestDeadLock implements Runnable{
    public int flag = 1;
    static Object o1 = new Object(), o2 = new Object();
    
    @Override
    public void run() {
        System.out.println("flag= " + flag);
        if(flag == 1){
            synchronized (o1) {
                try {
                    Thread.sleep(500);
                } catch (InterruptedException e) {
                    e.printStackTrace();
                }
                
                synchronized (o2) {
                    System.out.println("1");
                }
            }
        }
        
        if(flag == 0){
            synchronized (o2) {
                try {
                    Thread.sleep(500);
                } catch (InterruptedException e) {
                    e.printStackTrace();
                }
                
                synchronized (o1) {
                    System.out.println("0");
                }
            }
        }
    }
    
    public static void main(String[] args) {
        TestDeadLock td1 = new TestDeadLock();
        TestDeadLock td2 = new TestDeadLock();
        td1.flag = 1;
        td2.flag = 0;
        Thread t1 = new Thread(td1);
        Thread t2 = new Thread(td2);
        t1.start();
        t2.start();
    }

}
View Code
程序一运行,打印
flag= 0
flag= 1
然后就死在那了...
解决线程死锁的问题:
你最好只锁住一个,不要锁住两,也就是把锁的粒度加粗一些;
锁定当前整个对象不就完了吗,干嘛锁定这个对象下面两个小对象啊。
把锁的粒度加粗一些,是办法之一,还有很多其他的办法...

三、生产者消费者问题                                  

package com.cy.thread;

public class ProducerConsumer {
    public static void main(String[] args) {
        SyncStack ss = new SyncStack();
        Producer p = new Producer(ss);
        Consumer c = new Consumer(ss);
        new Thread(p).start();
        new Thread(c).start();
    }
}

/**
 * 馒头类
 * id: 每一个馒头的id
 */
class WoTou{
    int id;
    
    WoTou(int id){
        this.id = id;
    }

    @Override
    public String toString() {
        return "WoTou : " + id;
    }
}

/**
 * 装馒头的篮子  用栈来模拟,先装进去的,最后拿出来
 * 开始的时候装了0个馒头
 * 一共能装arrWT.length =   6个馒头
 */
class SyncStack{
    int index = 0;
    WoTou[] arrWT = new WoTou[6];
    
    /**
     * 装馒头
     */
    public synchronized void push(WoTou wt){
        while(index == arrWT.length){
            try {
                /**
                 * 这里说的不是让当前对象wait;wait是指:
                 * 锁定在我当前对象上的这个线程,停止住。注意:
                 * wait方法只有你锁定了,锁定了我这个线程之后,才能wait,才有资格wait。 你要锁不住我这个对象就别谈wait这事。
                 * 如果这个方法不是synchronized的,调用wait立马出错。
                 * 而且一旦wait了,就死过去了,这个对象的锁就不再归我所有,只有在我醒过来的时候我才再找这把锁。
                 * (这是wait和sleep的巨大的区别)
                 * 
                 * 一个线程访问我这个push方法的时候,它已经拿到我这个对象的锁了,
                 * 拿到对象锁的这个线程在执行的过程之中,它遇到一个事件(已经满了,不能再往里装馒头了)必须阻塞住,必须停止,
                 * 必须等清洁工把馒头清走了才能继续办事。所以目前只能等着。不能再生产了。
                 */
                this.wait();
            } catch (InterruptedException e) {
                e.printStackTrace();
            }
        }
        
        /**
         * wait方法和notify方法一般是一一对应的
         * notify:叫醒一个现正正在在wait在我这个对象上的线程。
         * 谁现在正在我的对象上等待,我就叫醒一个线程,让它继续执行。
         * notifyAll:叫醒等待在这个对象上的多个线程
         * 例子中只有两个线程,用notify是可以的。
         */
        this.notify();
        arrWT[index] = wt;
        index ++;
    }
    
    /**
     * 吃馒头
     */
    public synchronized WoTou pop(){
        while(index==0){
            try {
                this.wait();
            } catch (InterruptedException e) {
                e.printStackTrace();
            }
        }
        
        this.notify();
        index --;
        return arrWT[index];
    }
}

/**
 * 生产者  一次生产20个馒头
 */
class Producer implements Runnable{
    SyncStack ss = null;
    Producer(SyncStack ss){
        this.ss = ss;
    }
    
    @Override
    public void run() {
        for(int i=0; i<20; i++){
            WoTou wt = new WoTou(i);
            ss.push(wt);
            System.out.println("生产了: " + wt);
            try {
                Thread.sleep(1000);
            } catch (InterruptedException e) {
                e.printStackTrace();
            }
        }
        
    }
}

/**
 * 消费者 一次吃20个馒头
 */
class Consumer implements Runnable{
    SyncStack ss = null;
    Consumer(SyncStack ss){
        this.ss = ss;
    }
    
    @Override
    public void run() { 
        for(int i=0; i<20; i++){
            WoTou wt = ss.pop();
            System.out.println("消费了:" + wt);
            
            try {
                Thread.sleep(1000);
            } catch (InterruptedException e) {
                e.printStackTrace();
            }
        }
    }
}


console打印:
生产了: WoTou : 0
消费了:WoTou : 0
生产了: WoTou : 1
消费了:WoTou : 1
生产了: WoTou : 2
消费了:WoTou : 2
生产了: WoTou : 3
消费了:WoTou : 3
生产了: WoTou : 4
消费了:WoTou : 4
生产了: WoTou : 5
消费了:WoTou : 5
生产了: WoTou : 6
消费了:WoTou : 6
消费了:WoTou : 7
生产了: WoTou : 7
生产了: WoTou : 8
消费了:WoTou : 8
生产了: WoTou : 9
消费了:WoTou : 9
生产了: WoTou : 10
消费了:WoTou : 10
生产了: WoTou : 11
消费了:WoTou : 11
生产了: WoTou : 12
消费了:WoTou : 12
消费了:WoTou : 13
生产了: WoTou : 13
生产了: WoTou : 14
消费了:WoTou : 14
生产了: WoTou : 15
消费了:WoTou : 15
生产了: WoTou : 16
消费了:WoTou : 16
生产了: WoTou : 17
消费了:WoTou : 17
生产了: WoTou : 18
消费了:WoTou : 18
消费了:WoTou : 19
生产了: WoTou : 19
 
 
 
 
 
 
 
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原文地址:https://www.cnblogs.com/tenWood/p/7113646.html