Java 多线程（二）

Java线程安全机制
原创 于 2022-10-01 09:04:20 发布 · 98 阅读 · 0 ·
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#java

国庆期间，不出去玩，宅在家，干嘛呢？卷起来，哈哈本人也不是一个很宅的人，但无奈疫情，出去就有风险，还是宅着，哈哈，下面进入正题，这篇文章紧接上一篇文章Java 多线程(一)

一、在日常开发中如何保证线程安全？

  因为我们项目发布上线，是运行在多环境下的，那么如何保证数据正常安全呢，因为说句实话，你如果无法保证数据安全，那么你的项目执行效率再高都是无用功，下面我来说下保证线程安全的几种方式:

1、synchronized介绍

在Java中在语法层面上提供了synchronized关键字来实现互斥同。

2、synchronized使用

一把锁只能同时被一个线程获取，没有获得锁的线程只能阻塞等待
synchronized修饰的方法，无论方法正常执行完毕还是抛出异常，都会释放锁
每个实例都对应有自己的一把锁(this),不同实例之间互不影响；例如锁对象是*.class以及synchronized修饰的是static方法的时候，所有对象公用同一把锁

对象锁:
        包括方法锁(默认锁对象为this,当前实例对象)和同步代码块锁(自己指定锁对象)

示例1:同步代码块形式——锁为this

public class SynchronizedObjectLock implements Runnable {
    static SynchronizedObjectLock instence = new SynchronizedObjectLock();

    @Override
    public void run() {
        // 同步代码块形式——锁为this,两个线程使用的锁是一样的,线程1必须要等到线程0释放了该锁后，才能执行
        synchronized (this) {
            System.out.println("我是线程" + Thread.currentThread().getName());
            try {
                Thread.sleep(3000);
            } catch (InterruptedException e) {
                e.printStackTrace();
            }
            System.out.println(Thread.currentThread().getName() + "结束");
        }
    }

    public static void main(String[] args) {
        Thread t1 = new Thread(instence);
        Thread t2 = new Thread(instence);
        t1.start();
        t2.start();
    }
}

       输出结果: 
                我是线程Thread-0
                Thread-0结束
                我是线程Thread-1
                Thread-1结束
 示例2：手动指定锁定对象

public class SynchronizedObjectLock implements Runnable {
    static SynchronizedObjectLock instence = new SynchronizedObjectLock();
    // 创建2把锁
    Object block1 = new Object();
    Object block2 = new Object();

    @Override
    public void run() {
        // 这个代码块使用的是第一把锁，当他释放后，后面的代码块由于使用的是第二把锁，因此可以马上执行
        synchronized (block1) {
            System.out.println("block1锁,我是线程" + Thread.currentThread().getName());
            try {
                Thread.sleep(3000);
            } catch (InterruptedException e) {
                e.printStackTrace();
            }
            System.out.println("block1锁,"+Thread.currentThread().getName() + "结束");
        }

        synchronized (block2) {
            System.out.println("block2锁,我是线程" + Thread.currentThread().getName());
            try {
                Thread.sleep(3000);
            } catch (InterruptedException e) {
                e.printStackTrace();
            }
            System.out.println("block2锁,"+Thread.currentThread().getName() + "结束");
        }
    }

    public static void main(String[] args) {
        Thread t1 = new Thread(instence);
        Thread t2 = new Thread(instence);
        t1.start();
        t2.start();
    }
}

//输出结果
block1锁,我是线程Thread-0
block1锁,Thread-0结束
block2锁,我是线程Thread-0　　// 可以看到当第一个线程在执行完第一段同步代码块之后，第二个同步代码块可以马上得到执行，因为他们使用的锁不是同一把
block1锁,我是线程Thread-1
block2锁,Thread-0结束
block1锁,Thread-1结束
block2锁,我是线程Thread-1
block2锁,Thread-1结束
 

方法锁形式：synchronized修饰普通方法，锁对象默认为this

public class SynchronizedObjectLock implements Runnable {
    static SynchronizedObjectLock instence = new SynchronizedObjectLock();

    @Override
    public void run() {
        method();
    }

    public synchronized void method() {
        System.out.println("我是线程" + Thread.currentThread().getName());
        try {
            Thread.sleep(3000);
        } catch (InterruptedException e) {
            e.printStackTrace();
        }
        System.out.println(Thread.currentThread().getName() + "结束");
    }

    public static void main(String[] args) {
        Thread t1 = new Thread(instence);
        Thread t2 = new Thread(instence);
        t1.start();
        t2.start();
    }
}


//输出结果：
我是线程Thread-0
Thread-0结束
我是线程Thread-1
Thread-1结束


 类锁(synchronize修饰静态方法)

示例1:

public class SynchronizedObjectLock implements Runnable {
    static SynchronizedObjectLock instence1 = new SynchronizedObjectLock();
    static SynchronizedObjectLock instence2 = new SynchronizedObjectLock();

    @Override
    public void run() {
        method();
    }

    // synchronized用在普通方法上，默认的锁就是this，当前实例
    public synchronized void method() {
        System.out.println("我是线程" + Thread.currentThread().getName());
        try {
            Thread.sleep(3000);
        } catch (InterruptedException e) {
            e.printStackTrace();
        }
        System.out.println(Thread.currentThread().getName() + "结束");
    }

    public static void main(String[] args) {
        // t1和t2对应的this是两个不同的实例，所以代码不会串行
        Thread t1 = new Thread(instence1);
        Thread t2 = new Thread(instence2);
        t1.start();
        t2.start();
    }
}

//输出结果
我是线程Thread-0
我是线程Thread-1
Thread-1结束
Thread-0结束

示例2:

public class SynchronizedObjectLock implements Runnable {
    static SynchronizedObjectLock instence1 = new SynchronizedObjectLock();
    static SynchronizedObjectLock instence2 = new SynchronizedObjectLock();

    @Override
    public void run() {
        method();
    }

    // synchronized用在静态方法上，默认的锁就是当前所在的Class类，所以无论是哪个线程访问它，需要的锁都只有一把
    public static synchronized void method() {
        System.out.println("我是线程" + Thread.currentThread().getName());
        try {
            Thread.sleep(3000);
        } catch (InterruptedException e) {
            e.printStackTrace();
        }
        System.out.println(Thread.currentThread().getName() + "结束");
    }

    public static void main(String[] args) {
        Thread t1 = new Thread(instence1);
        Thread t2 = new Thread(instence2);
        t1.start();
        t2.start();
    }
}
//输出结果
我是线程Thread-0
Thread-0结束
我是线程Thread-1
Thread-1结束

synchronized指定锁对象为Class对象

public class SynchronizedObjectLock implements Runnable {
    static SynchronizedObjectLock instence1 = new SynchronizedObjectLock();
    static SynchronizedObjectLock instence2 = new SynchronizedObjectLock();

    @Override
    public void run() {
        // 所有线程需要的锁都是同一把
        synchronized(SynchronizedObjectLock.class){
            System.out.println("我是线程" + Thread.currentThread().getName());
            try {
                Thread.sleep(3000);
            } catch (InterruptedException e) {
                e.printStackTrace();
            }
            System.out.println(Thread.currentThread().getName() + "结束");
        }
    }

    public static void main(String[] args) {
        Thread t1 = new Thread(instence1);
        Thread t2 = new Thread(instence2);
        t1.start();
        t2.start();
    }
}


//输出结果
我是线程Thread-0
Thread-0结束
我是线程Thread-1
Thread-1结束

3、Lock锁

 Lock锁介绍:

Lock 是 java.util.concurrent.locks 包 下的接口，Lock 实现提供了比 synchronized 关键字 更广泛的锁操作，它能以更优雅的方式处理线程同步问题。Lock提供了比synchronized更多的功能。

   1.Lock和ReadWriteLock是两大锁的根接口，Lock代表实现类是ReentrantLock（可重入锁），ReadWriteLock（读写锁）的代表实现类是ReentrantReadWriteLock。

　 2.Lock 接口支持那些语义不同（重入、公平等）的锁规则，可以在非阻塞式结构的上下文（包括 hand-over-hand 和锁重排算法）中使用这些规则。
   
   3.ReadWriteLock 接口以类似方式定义了一些读取者可以共享而写入者独占的锁。此包只提供了一个实现 ReentrantReadWriteLock。

   4 .Lock是可重入锁，可中断锁，可以实现公平锁和读写锁，写锁为排它锁，读锁为共享锁。ReentrantLock也是一种排他锁 

Lock是一个接口，接口的实现类有 ReentrantLock和内部类ReentrantReadWriteLock.ReadLock, ReentrantReadWriteLock.WriteLock,该章节所描述的皆为 ReentrantLock

Lock接口源码:

public interface Lock {
    void lock();
    void lockInterruptibly() throws InterruptedException;
    boolean tryLock();
    boolean tryLock(long time, TimeUnit unit) throws InterruptedException;
    void unlock();
    Condition newCondition();
}

其中 lock()、tryLock()、tryLock(long time, TimeUnit unit)和lockInterruptibly()是用来获取锁的，unLock()方法是用来释放锁的 。

示例:

package com.liu.demo01;
 
import java.util.concurrent.locks.Lock;
import java.util.concurrent.locks.ReentrantLock;
 
public class SaleTickeDemo01 {
 
    public static void main(String[] args) {
        Ticket ticket = new Ticket();
        //并发线程操作同一个资源类
        new Thread(()->{for (int i = 0; i < 50; i++)ticket.sale();},"A").start();
        new Thread(()->{ for (int i = 0; i < 50; i++)ticket.sale(); },"B").start();
        new Thread(()->{ for (int i = 0; i < 50; i++)ticket.sale(); },"C").start();
 
    }
}
 
//lock锁
class Ticket{
    private int number = 50;
 
    Lock lock = new ReentrantLock();//创建锁
 
    public void  sale(){
        lock.lock();//加锁
 
        try {
            if(number>0){
                System.out.println(Thread.currentThread().getName() + "卖出第" + (number--) + "张票,剩余" + number);
            }
        } catch (Exception e) {
            e.printStackTrace();
        } finally {
            lock.unlock();//解锁
        }
 
    }
}

总结:

Everonward、
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