java线程互斥&同步(一)

Java线程互斥和同步一直是一个较难理解透彻的东西,要弄清楚其本真,还是要先从概念入手:

1、线程之间通过对资源的竞争,包括共享的数据和硬件资源,所产生的相互制约关系,这类线程间的主要问题是互斥和死锁问题,这类关系被称为互斥关系。
2、线程之间的相互协同合作,彼此之间直接知道对方的存在,并了解对方的名字,这类进程常常需要通过“进程间通信”方法来协同工作,这类关系被称为同步关系。

 

概念读几遍,至少能把互斥和同步分清楚,然后我们来详细看看互斥,以及java线程间怎么来实现互斥。

举个银行取钱的例子:一个用户有2000块钱,同时有两个人在操作这个账户进行取钱,一次取100块,分别取四次。

package bank_test;

public class UserGetMoney implements Runnable { // 模拟用户取款的线程类
	private static int sum = 2000;

	public void take(int k) {
		int temp = sum;
		temp -= k;
		try {
			Thread.sleep((int) (100 * Math.random()));
		} catch (InterruptedException e) {
		}
		sum = temp;
		System.out.println(Thread.currentThread() + "sum = " + sum);
	}
	
	int money = 0;
	public UserGetMoney(int money) {
		// TODO Auto-generated constructor stub
		this.money = money;
	}
	
	public void run() {
		for (int i = 1; i <= 4; i++) {
			take(money);
		}
	}
}

 以上是ATM机取钱的主类

 

package bank_test;

public class BankAdvance { // 调用线程的主类

	public static void main(String[] args) {
		UserGetMoney u1 = new UserGetMoney(100);
		new Thread(u1).start();
		new Thread(u1).start();
	}
}

 

运行结果:

Thread[Thread-1,5,main]sum = 1900
Thread[Thread-0,5,main]sum = 1900
Thread[Thread-1,5,main]sum = 1800
Thread[Thread-0,5,main]sum = 1800
Thread[Thread-0,5,main]sum = 1700
Thread[Thread-1,5,main]sum = 1700
Thread[Thread-1,5,main]sum = 1600
Thread[Thread-0,5,main]sum = 1600

 看到,结果两个人取了八次,账户只少了400块,明显是没有互斥,所以导致银行亏了1倍的钱。要解决这个问题,就要用到关键字synchronized了,它用于实现语句的同步操作,即给共享资源加互斥锁。

锁定一个对象和一段代码
声明格式为:
synchronized(<对象名 >){

 <语句组>

}

锁定一个方法
声明格式为:
synchronized<方法声明 >{
 
 <方法体>

}

线程间的互斥

无论是对方法加互斥锁,还是对对象加互斥锁,其实质都是实现对共享资源的互斥访问
互斥操作是以降低应用程序的并发程度为代价的
因此,在编写多线程程序中,对synchronized的使用就遵循以下两个原则:
    -不需要再多个线程中使用共享资源时,那么就没有必要使用该关键字;
    -如果某个方法只是返回对象的值,而不去修改对象的值时,那么也就没有必要使用该关键字。

 

我们来改造下以上的代码:

package bank_test;

public class UserGetMoney implements Runnable { // 模拟用户取款的线程类
	private static int sum = 2000;

	public synchronized  void take(int k) { // 限定take为同步方法
		int temp = sum;
		temp -= k;
		try {
			Thread.sleep((int) (100 * Math.random()));
		} catch (InterruptedException e) {
		}
		sum = temp;
		System.out.println(Thread.currentThread() + "sum = " + sum);
	}
	
	int money = 0;
	public UserGetMoney(int money) {
		// TODO Auto-generated constructor stub
		this.money = money;
	}
	
	public void run() {
		for (int i = 1; i <= 4; i++) {
			take(money);
		}
	}
}

 

再来看看结果:
Thread[Thread-0,5,main]sum = 1900
Thread[Thread-0,5,main]sum = 1800
Thread[Thread-1,5,main]sum = 1700
Thread[Thread-1,5,main]sum = 1600
Thread[Thread-1,5,main]sum = 1500
Thread[Thread-1,5,main]sum = 1400
Thread[Thread-0,5,main]sum = 1300
Thread[Thread-0,5,main]sum = 1200
 这就是两个线程访问同一个对象(一个银行账户)时达到了互斥的效果,这是个原子操作,必须一个人取完钱,另一个人才能继续取钱。

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