线程同步 synchronized sleep() wait() yield() join()

如何创建一个线程？

创建线程有两种方式，如下：
1、 扩展java.lang.Thread类
2、 实现Runnable接口
Thread类代表线程类，它的两个最主要的方法是：
run()——包含线程运行时所执行的代码
Start()——用于启动线程

一个线程只能被启动一次。第二次启动时将会抛出java.lang.IllegalThreadExcetpion异常

线程间状态的转换（如图示）

新建状态：用new语句创建的线程对象处于新建状态，此时它和其它的java对象一样，仅仅在堆中被分配了内存
就绪状态：当一个线程创建了以后，其他的线程调用了它的start()方法，该线程就进入了就绪状态。处于这个状态的线程位于可运行池中，等待获得CPU的使用权
运行状态：处于这个状态的线程占用CPU,执行程序的代码
阻塞状态：当线程处于阻塞状态时，java虚拟机不会给线程分配CPU，直到线程重新进入就绪状态，它才有机会转到运行状态。
阻塞状态分为三种情况：
1、位于对象等待池中的阻塞状态：当线程运行时，如果执行了某个对象的wait()方法，java虚拟机就回把线程放到这个对象的等待池中
2、位于对象锁中的阻塞状态，当线程处于运行状态时，试图获得某个对象的同步锁时，如果该对象的同步锁已经被其他的线程占用，JVM就会把这个线程放到这个对象的琐池中。
3、其它的阻塞状态：当前线程执行了sleep()方法，或者调用了其它线程的join()方法，或者发出了I/O请求时，就会进入这个状态中。

死亡状态：当线程退出了run()方法，就进入了死亡状态，该线程结束了生命周期。
或者正常退出
或者遇到异常退出
Thread类的isAlive()方法判断一个线程是否活着，当线程处于死亡状态或者新建状态时，该方法返回false,在其余的状态下，该方法返回true.

线程调度
线程调度模型：分时调度模型和抢占式调度模型
JVM采用抢占式调度模型。
所谓的多线程的并发运行，其实是指宏观上看，各个线程轮流获得CPU的使用权，分别执行各自的任务。
（线程的调度不是跨平台，它不仅取决于java虚拟机，它还依赖于操作系统）

如果希望明确地让一个线程给另外一个线程运行的机会，可以采取以下的办法之一
1、 调整各个线程的优先级
2、 让处于运行状态的线程调用Thread.sleep()方法
3、 让处于运行状态的线程调用Thread.yield()方法
4、 让处于运行状态的线程调用另一个线程的join()方法

调整各个线程的优先级
Thread类的setPriority(int)和getPriority()方法分别用来设置优先级和读取优先级。
如果希望程序能够移值到各个操作系统中，应该确保在设置线程的优先级时，只使用MAX_PRIORITY、NORM_PRIORITY、MIN_PRIORITY这3个优先级。

线程睡眠：当线程在运行中执行了sleep()方法时，它就会放弃CPU，转到阻塞状态。
线程让步：当线程在运行中执行了Thread类的yield()静态方法时，如果此时具有相同优先级的其它线程处于就绪状态，那么yield()方法将把当前运行的线程放到运行池中并使另一个线程运行。如果没有相同优先级的可运行线程，则yield()方法什么也不做。
Sleep()方法和yield()方法都是Thread类的静态方法，都会使当前处于运行状态的线程放弃CPU，把运行机会让给别的线程，两者的区别在于：
1、sleep()方法会给其他线程运行的机会，而不考虑其他线程的优先级，因此会给较低线程一个运行的机会；yield()方法只会给相同优先级或者更高优先级的线程一个运行的机会。
2、当线程执行了sleep(long millis)方法后，将转到阻塞状态，参数millis指定睡眠时间；当线程执行了yield()方法后，将转到就绪状态。
3、sleep()方法声明抛出InterruptedException异常，而yield()方法没有声明抛出任何异常
4、sleep()方法比yield()方法具有更好的移植性

等待其它线程的结束：join()
当前运行的线程可以调用另一个线程的 join()方法，当前运行的线程将转到阻塞状态，直到另一个线程运行结束，它才恢复运行。

定时器Timer:在JDK的java.util包中提供了一个实用类Timer, 它能够定时执行特定的任务。

线程的同步
原子操作：根据Java规范，对于基本类型的赋值或者返回值操作，是原子操作。但这里的基本数据类型不包括long和double, 因为JVM看到的基本存储单位是32位，而long 和double都要用64位来表示。所以无法在一个时钟周期内完成。

自增操作（++）不是原子操作，因为它涉及到一次读和一次写。

原子操作：由一组相关的操作完成，这些操作可能会操纵与其它的线程共享的资源，为了保证得到正确的运算结果，一个线程在执行原子操作其间，应该采取其他的措施使得其他的线程不能操纵共享资源。

同步代码块：为了保证每个线程能够正常执行原子操作，Java引入了同步机制，具体的做法是在代表原子操作的程序代码前加上synchronized标记，这样的代码被称为同步代码块。

同步锁：每个JAVA对象都有且只有一个同步锁，在任何时刻，最多只允许一个线程拥有这把锁。

当一个线程试图访问带有synchronized(this)标记的代码块时，必须获得 this关键字引用的对象的锁，在以下的两种情况下，本线程有着不同的命运。
1、假如这个锁已经被其它的线程占用，JVM就会把这个线程放到本对象的锁池中。本线程进入阻塞状态。锁池中可能有很多的线程，等到其他的线程释放了锁，JVM就会从锁池中随机取出一个线程，使这个线程拥有锁，并且转到就绪状态。
2、 假如这个锁没有被其他线程占用，本线程会获得这把锁，开始执行同步代码块。
（一般情况下在执行同步代码块时不会释放同步锁，但也有特殊情况会释放对象锁
如在执行同步代码块时，遇到异常而导致线程终止，锁会被释放；在执行代码块时，执行了锁所属对象的wait()方法，这个线程会释放对象锁，进入对象的等待池中）

线程同步的特征：
1、如果一个同步代码块和非同步代码块同时操作共享资源，仍然会造成对共享资源的竞争。因为当一个线程执行一个对象的同步代码块时，其他的线程仍然可以执行对象的非同步代码块。（所谓的线程之间保持同步，是指不同的线程在执行同一个对象的同步代码块时，因为要获得对象的同步锁而互相牵制）
2、 每个对象都有唯一的同步锁
3、 在静态方法前面可以使用synchronized修饰符。
4、当一个线程开始执行同步代码块时，并不意味着必须以不间断的方式运行，进入同步代码块的线程可以执行Thread.sleep()或者执行Thread.yield()方法，此时它并不释放对象锁，只是把运行的机会让给其他的线程。
5、 Synchronized声明不会被继承，如果一个用synchronized修饰的方法被子类覆盖，那么子类中这个方法不在保持同步，除非用synchronized修饰。

线程安全的类：
1、 这个类的对象可以同时被多个线程安全的访问。
2、 每个线程都能正常的执行原子操作，得到正确的结果。
3、 在每个线程的原子操作都完成后，对象处于逻辑上合理的状态。

释放对象的锁：
1、 执行完同步代码块就会释放对象的锁
2、 在执行同步代码块的过程中，遇到异常而导致线程终止，锁也会被释放
3、 在执行同步代码块的过程中，执行了锁所属对象的wait()方法，这个线程会释放对象锁，进入对象的等待池。

死锁
当一个线程等待由另一个线程持有的锁，而后者正在等待已被第一个线程持有的锁时，就会发生死锁。JVM不监测也不试图避免这种情况，因此保证不发生死锁就成了程序员的责任。

如何避免死锁
一个通用的经验法则是：当几个线程都要访问共享资源A、B、C 时，保证每个线程都按照同样的顺序去访问他们。

线程通信
Java.lang.Object类中提供了两个用于线程通信的方法
1、 wait():执行了该方法的线程释放对象的锁，JVM会把该线程放到对象的等待池中。该线程等待其它线程唤醒
2、 notify():执行该方法的线程唤醒在对象的等待池中等待的一个线程，JVM从对象的等待池中随机选择一个线程，把它转到对象的锁池中。

在java编程思想中对synchronized的一点解释:

Java如何共享资源
对一种特殊的资源——对象中的内存——Java提供了内建的机制来防止它们的冲突。由于我们通常将数据元素设为从属于private（私有）类，然后只通过方法访问那些内存，所以只需将一个特定的方法设为synchronized（同步的），便可有效地防止冲突。在任何时刻，只可有一个线程调用特定对象的一个synchronized方法（尽管那个线程可以调用多个对象的同步方法）。下面列出简单的synchronized方法：
synchronized void f() { }
synchronized void g() { }
每个对象都包含了一把锁（也叫作“监视器”），它自动成为对象的一部分（不必为此写任何特殊的代码）。调用任何synchronized方法时，对象就会被锁定，不可再调用那个对象的其他任何synchronized方法，除非第一个方法完成了自己的工作，并解除锁定。在上面的例子中，如果为一个对象调用f()，便不能再为同样的对象调用g()，除非f()完成并解除锁定。因此，一个特定对象的所有synchronized方法都共享着一把锁，而且这把锁能防止多个方法对通用内存同时进行写操作（比如同时有多个线程）。
每个类也有自己的一把锁（作为类的Class对象的一部分），所以synchronized static方法可在一个类的范围内被相互间锁定起来，防止与static数据的接触。
注意如果想保护其他某些资源不被多个线程同时访问，可以强制通过synchronized方访问那些资源。

1、synchronized关键字的作用域有二种：
1）是某个对象实例内，synchronized aMethod(){}可以防止多个线程同时访问这个对象的synchronized方法（如果一个对象有多个synchronized方法，只要一个线程访问了其中的一个synchronized方法，其它线程不能同时访问这个对象中任何一个synchronized方法）。这时，不同的对象实例的synchronized方法是不相干扰的。也就是说，其它线程照样可以同时访问相同类的另一个对象实例中的synchronized方法；
2）是某个类的范围，synchronized static aStaticMethod{}防止多个线程同时访问这个类中的synchronized static 方法。它可以对类的所有对象实例起作用。

2、除了方法前用synchronized关键字，synchronized关键字还可以用于方法中的某个区块中，表示只对这个区块的资源实行互斥访问。用法是: synchronized(this){}，它的作用域是当前对象；

3、synchronized关键字是不能继承的，也就是说，基类的方法synchronized f(){} 在继承类中并不自动是synchronized f(){}，而是变成了f(){}。继承类需要你显式的指定它的某个方法为synchronized方法；

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java里面synchronized用法

synchronized的一个简单例子

public class TextThread
{

public static void main(String[] args)
{
// TODO 自动生成方法存根
TxtThread tt = new TxtThread();
new Thread(tt).start();
new Thread(tt).start();
new Thread(tt).start();
new Thread(tt).start();
}

}
class TxtThread implements Runnable
{
int num = 100;
String str = new String();
public void run()
{
while (true)
{
synchronized(str)
{
if (num>0)
{
try
{
Thread.sleep(10);
}
catch(Exception e)
{
e.getMessage();
}
System.out.println(Thread.currentThread().getName()+ "this is "+ num--);
}
}
}
}
}

上面的例子中为了制造一个时间差,也就是出错的机会,使用了Thread.sleep(10)

Java对多线程的支持与同步机制深受大家的喜爱，似乎看起来使用了synchronized关键字就可以轻松地解决多线程共享数据同步问题。到底如何？――还得对synchronized关键字的作用进行深入了解才可定论。

总的说来，synchronized关键字可以作为函数的修饰符，也可作为函数内的语句，也就是平时说的同步方法和同步语句块。如果再细的分类，synchronized可作用于instance变量、object reference（对象引用）、static函数和class literals(类名称字面常量)身上。

在进一步阐述之前，我们需要明确几点：

A．无论synchronized关键字加在方法上还是对象上，它取得的锁都是对象，而不是把一段代码或函数当作锁――而且同步方法很可能还会被其他线程的对象访问。

B．每个对象只有一个锁（lock）与之相关联。

C．实现同步是要很大的系统开销作为代价的，甚至可能造成死锁，所以尽量避免无谓的同步控制。

接着来讨论synchronized用到不同地方对代码产生的影响：

假设P1、P2是同一个类的不同对象，这个类中定义了以下几种情况的同步块或同步方法，P1、P2就都可以调用它们。

1． 把synchronized当作函数修饰符时，示例代码如下：

Public synchronized void methodAAA()

{

//….

}

这也就是同步方法，那这时synchronized锁定的是哪个对象呢？它锁定的是调用这个同步方法对象。也就是说，当一个对象P1在不同的线程中执行这个同步方法时，它们之间会形成互斥，达到同步的效果。但是这个对象所属的Class所产生的另一对象P2却可以任意调用这个被加了synchronized关键字的方法。

上边的示例代码等同于如下代码：

public void methodAAA()

{

synchronized (this) // (1)

{

//…..

}

}

(1)处的this指的是什么呢？它指的就是调用这个方法的对象，如P1。可见同步方法实质是将synchronized作用于object reference。――那个拿到了P1对象锁的线程，才可以调用P1的同步方法，而对P2而言，P1这个锁与它毫不相干，程序也可能在这种情形下摆脱同步机制的控制，造成数据混乱：（

2．同步块，示例代码如下：

public void method3(SomeObject so)

{

synchronized(so)

{

//…..

}

}

这时，锁就是so这个对象，谁拿到这个锁谁就可以运行它所控制的那段代码。当有一个明确的对象作为锁时，就可以这样写程序，但当没有明确的对象作为锁，只是想让一段代码同步时，可以创建一个特殊的instance变量（它得是一个对象）来充当锁：

class Foo implements Runnable

{

private byte[] lock = new byte[0]; // 特殊的instance变量

Public void methodA()

{

synchronized(lock) { //… }

}

//…..

}

注：零长度的byte数组对象创建起来将比任何对象都经济――查看编译后的字节码：生成零长度的byte[]对象只需3条操作码，而Object lock = new Object()则需要7行操作码。

3．将synchronized作用于static 函数，示例代码如下：

Class Foo

{

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

{

//….

}

public void methodBBB()

{

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

}

}

代码中的methodBBB()方法是把class literal作为锁的情况，它和同步的static函数产生的效果是一样的，取得的锁很特别，是当前调用这个方法的对象所属的类（Class，而不再是由这个Class产生的某个具体对象了）。

记得在《Effective Java》一书中看到过将 Foo.class和 P1.getClass()用于作同步锁还不一样，不能用P1.getClass()来达到锁这个Class的目的。P1指的是由Foo类产生的对象。

可以推断：如果一个类中定义了一个synchronized的static函数A，也定义了一个synchronized 的instance函数B，那么这个类的同一对象Obj在多线程中分别访问A和B两个方法时，不会构成同步，因为它们的锁都不一样。A方法的锁是Obj这个对象，而B的锁是Obj所属的那个Class。

小结如下：

搞清楚synchronized锁定的是哪个对象，就能帮助我们设计更安全的多线程程序。

还有一些技巧可以让我们对共享资源的同步访问更加安全：

1． 定义private 的instance变量+它的 get方法，而不要定义public/protected的instance变量。如果将变量定义为public，对象在外界可以绕过同步方法的控制而直接取得它，并改动它。这也是JavaBean的标准实现方式之一。

2． 如果instance变量是一个对象，如数组或ArrayList什么的，那上述方法仍然不安全，因为当外界对象通过get方法拿到这个instance对象的引用后，又将其指向另一个对象，那么这个private变量也就变了，岂不是很危险。这个时候就需要将get方法也加上synchronized同步，并且，只返回这个private对象的clone()――这样，调用端得到的就是对象副本的引用了。

本来我一直以为synchronized是把当前this对象和方法绑定起来锁定方法,实现资源共享中线程安全机制,当方法执行完成之后锁被释放,直到下面的例子产生了疑惑如果是上述结果的话,那么锁住的不仅仅是当前调用的这个方法,只要是被注明synchronized关键字的所有方法在未运行时就都被锁定了,然而我有编辑下面一个例子,证明了我的想法又是错误的

java 代码
1.public class A{ 
2. 
3. public synchronized void do1() throws Exception{ 
4. System.out.println("do1 enter"); 
5. Thread.sleep(2000); 
6. System.out.println("do1 end"); 
7. } 
8. 
9. public synchronized void do2() throws Exception{ 
10. System.out.println("do2 enter"); 
11. System.out.println("do2 end"); 
12. } 
13. 
14. public static void main(String[] args){ 
15. final A obj=new A(); 
16. new Thread(){ 
17. public void run(){ 
18. try {
19. obj.do1();
20. } catch (Exception e) {
21. e.printStackTrace();
22. } 
23. } 
24. }.start(); 
25. 
26. new Thread(){ 
27. public void run(){ 
28. try {
29. obj.do2();
30. } catch (Exception e) {
31. e.printStackTrace();
32. } 
33. } 
34. }.start(); 
35. } 
36. 
37.} 
运行结果是

do1 enter
do1 end
do2 enter
do2 end

java 代码
1. 
2.public class B { 
1. 
2. public synchronized void fun1(){ 
3. System.out.println("fun1() is invoked"); 
4. fun2(); 
5. } 
6. public synchronized void fun2(){ 
7. System.out.println("fun2() is invoked"); 
8. } 
9. public static void main(String[] args) { 
10. B obj=new B(); 
11. obj.fun1(); 
12. } 
13. 
14.} 
运行结果是

fun1() is invoked
fun2() is invoked

如果采用上一个例子中的经验,那么这个类B应该是在未运行时锁住了该OBJ实例中的两个方法,刚进入fun1()时把当前this对象锁住了,但是应该无法运行fun2(),因为fun2()无法在fun1()没有释放锁的情况下再次获得锁,应该失去了活跃性,造成dead lock,但这里为什么会正常运行了,同步机制到底锁的什么?如果其中两个方法加了synchronized关键字,在多线程环境中能不能同时被调用?请一下

因为锁是可重进入的（Reentrancy），对锁的请求是基于每个线程，而不是每个调用。 .

第二段代码中，主线程运行fun1()，请求了锁，fun1()中要调用fun2(),仍然是同一个线程内，仅仅是这个锁关联的计数+1,仍然可以获得锁，原因如上所述。
是不是说明了多线程环境中锁的是当前对象下的所有的同步方法,而单线程环境中锁的是当前调用的方法? . 

要理解这句话：对锁的请求是基于每个线程，而不是每个调用。多线程环境下，某个线程1方法1请求一个锁A，那么其他线程要获得锁A就要等待，线程1中方法1中如果再次请求锁A，锁是可重进入的，且是同一个线程，那么方法1中的请求获得通过，并且锁关联的计数+1，此时其他线程要想获得锁A仍然要等待线程1释放两次锁A了（因为请求了两次，同一个线程内可重复请求） .

基本明白是怎么回事了,锁是多线程共享的,在多线程中,如果一个线程获得了多线程所共享的对象锁,那么其它线程就不能再占用该锁,只能进入阻塞状态,但是在同一线程内可以多次占用同一个锁,因为同一线程中锁是可以进入的,所以每个持有该锁的方法都可以同时获得该锁,且内部有一个锁的计数器,每获得该锁一次就+1,只有当该计数器清0的时候,其它线程才能获得该锁.
这是不是线程的默认机制?同步块是不是也采用这个机制