线程的同步和死锁

同步,多个线程访问同一资源

引出问题

范例:以卖票为例。

class MyThread extends Thread{//表示实现多线程
	private int ticket = 5;
	public void run() {//覆写run()方法,线程的主方法
		for(int x=0;x<10;x++){
			if(this.ticket>0){
				System.out.println(Thread.currentThread().getName()+"卖票,ticket= "+this.ticket--);
			}
		}
	}
}
public class Hello{
	public static void main(String args[]) {
		MyThread mt = new MyThread();
		Thread t1 = new Thread(mt,"票贩子A");
		Thread t2 = new Thread(mt,"票贩子B");
		Thread t3 = new Thread(mt,"票贩子C");
		t1.start();
		t2.start();
		t3.start();
	}
}

在这里插入图片描述
范例:存在的问题:

class MyThread extends Thread{//表示实现多线程
	private int ticket = 5;
	public void run() {//覆写run()方法,线程的主方法
		for(int x=0;x<10;x++){
			if(this.ticket>0){
				try {
					Thread.sleep(100);
				} catch (InterruptedException e) {
					// TODO Auto-generated catch block
					e.printStackTrace();
				}
				System.out.println(Thread.currentThread().getName()+"卖票,ticket= "+this.ticket--);
			}
		}
	}
}

在这里插入图片描述
出现了负数。
在这里插入图片描述
该问题就属于线程的不同步操作,所以发现多个线程操作时必须要考虑到资源的同步问题。

实现同步操作

以上程序将判断是否有票、延迟、休眠分为了三个部分,如果要一个线程执行卖票操作的话,其他线程应该等待,直到当前线程执行完毕。
在这里插入图片描述
要实现锁的概念,就需要通过使用同步代码块或同步方法来解决。
同步代码块
使用synchronized关键字定义的代码块就称为同步代码块,但是在进行同步的时候需要设置一个同步对象,往往可以使用this同步当前对象。

class MyThread extends Thread{//表示实现多线程
	private int ticket = 5;
	public void run() {//覆写run()方法,线程的主方法
		for(int x=0;x<10;x++){
			synchronized(this){
				if(this.ticket>0){
					try {
						Thread.sleep(100);
					} catch (InterruptedException e) {
						// TODO Auto-generated catch block
						e.printStackTrace();
					}
					System.out.println(Thread.currentThread().getName()+"卖票,ticket= "+this.ticket--);
				}
			}
		}
	}
}

在这里插入图片描述
同步方法
加入同步之后,代码执行速度变慢。异步快于同步,但异步会带来不安全,同步则不会。
除了可以在代码块定义同步之外也可以在方法上定义。

class MyThread extends Thread{//表示实现多线程
	private int ticket = 5;
	public void run() {//覆写run()方法,线程的主方法
		for(int x=0;x<10;x++){
			this.sale();
		}
	}
	public synchronized void sale(){//卖票
		if(this.ticket>0){
			try {
				Thread.sleep(100);
			} catch (InterruptedException e) {
				// TODO Auto-generated catch block
				e.printStackTrace();
			}
			System.out.println(Thread.currentThread().getName()+"卖票,ticket= "+this.ticket--);
		}
	}
}

在这里插入图片描述

线程死锁

死锁是一种不确定的状态,产生死锁的操作出现的越少越好,下面代码只演示死锁,不具备任何实际意义。
在这里插入图片描述
在这里插入图片描述
在这里插入图片描述
在这里插入图片描述

总结

如果看见了synchronized声明的方法,一定要记住,这是一个同步方法,属于线程安全的操作。

### 嵌入式系统中的进程线程同步、互斥及死锁 #### 同步的概念 在多任务环境中,同步是指协调不同任务之间的执行顺序以确保它们能够按照预期的方式运行。对于嵌入式系统而言,同步通常涉及线程间或中断与线程间的协作。信号量作为一种灵活的同步工具,不仅可以用于线程间的同步[^1],还可以扩展至资源计数等功能。 #### 互斥的概念 为了避免多个进程或线程同时访问共享资源而导致的竞争条件问题,引入了互斥机制。通过互斥机制,可以保证某一时刻只有一个任务能访问特定的共享资源[^3]。常见的互斥实现方式包括使用互斥锁(mutex)。例如,在调用 `pthread_mutex_lock()` 函数时,如果互斥锁已被占用,则当前线程会被阻塞直至锁释放[^4]。 #### 死锁及其成因 死锁指的是两个或更多任务由于相互等待对方持有的资源而陷入永久停滞的状态。这种现象可能由不恰当的资源共享策略引起。为了防止死锁的发生,需要遵循一定的设计原则,比如避免循环等待或者采用超时机制来打破僵局。 #### 解决方案概述 针对上述提到的各种情况,以下是几种常用的解决方案: - **利用基本同步原语**:现代操作系统提供了诸如临界区、互斥量、信号量以及事件这样的基础构建块来处理复杂的同步需求[^2]。 - **高级抽象层支持**:一些更复杂的需求可以通过组合低级组件创建更高层次的对象模型如管程(barrier)等完成相应功能的支持。 下面给出一段简单的 C++ 实现互斥的例子: ```cpp #include <pthread.h> #include <stdio.h> pthread_mutex_t mutex; void* thread_function(void*) { pthread_mutex_lock(&mutex); // 尝试获取锁 printf("Thread has acquired the lock.\n"); // 执行受保护的操作... pthread_mutex_unlock(&mutex); // 释放锁 } int main(){ pthread_mutex_init(&mutex, NULL); pthread_t t1,t2; pthread_create(&t1,NULL,thread_function,NULL); pthread_create(&t2,NULL,thread_function,NULL); pthread_join(t1,NULL); pthread_join(t2,NULL); pthread_mutex_destroy(&mutex); } ``` 此代码展示了如何定义并初始化一个互斥对象,并让两条独立的工作流安全地依次对其进行操作而不发生冲突。
评论
成就一亿技术人!
拼手气红包6.0元
还能输入1000个字符
 
红包 添加红包
表情包 插入表情
 条评论被折叠 查看
添加红包

请填写红包祝福语或标题

红包个数最小为10个

红包金额最低5元

当前余额3.43前往充值 >
需支付:10.00
成就一亿技术人!
领取后你会自动成为博主和红包主的粉丝 规则
hope_wisdom
发出的红包
实付
使用余额支付
点击重新获取
扫码支付
钱包余额 0

抵扣说明:

1.余额是钱包充值的虚拟货币,按照1:1的比例进行支付金额的抵扣。
2.余额无法直接购买下载,可以购买VIP、付费专栏及课程。

余额充值