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。