為何要使用同步？
java允許多線程并發控制，當多個線程同時操作一個可共享的資源變量時（如數據的增刪改查），
將會導致數據不準確，相互之間產生沖突，因此加入同步鎖以避免在該線程沒有完成操作之前，被其他線程的調用，
從而保證了該變量的唯一性和準確性。
1.同步方法
即有synchronized關鍵字修飾的方法。
由于java的每個對象都有一個內置鎖，當用此關鍵字修飾方法時，
內置鎖會保護整個方法。在調用該方法前，需要獲得內置鎖，否則就處于阻塞狀態。
代碼如：
public synchronized void save(){}
注： synchronized關鍵字也可以修飾靜態方法，此時如果調用該靜態方法，將會鎖住整個類
2.同步代碼塊
即有synchronized關鍵字修飾的語句塊。
被該關鍵字修飾的語句塊會自動被加上內置鎖，從而實現同步
代碼如：
synchronized(object){ }
注：同步是一種高開銷的操作，因此應該盡量減少同步的內容。
通常沒有必要同步整個方法，使用synchronized代碼塊同步關鍵代碼即可。
代碼實例：
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package com.xhj.thread; /** * 線程同步的運用 * * @author XIEHEJUN * */ public class SynchronizedThread { class Bank { private int account = 100; public int getAccount() { return account; } /** * 用同步方法實現 * * @param money */ public synchronized void save(int money) { account += money; } /** * 用同步代碼塊實現 * * @param money */ public void save1(int money) { synchronized (this) { account += money; } } } class NewThread implements Runnable { private Bank bank; public NewThread(Bank bank) { this.bank = bank; } @Override public void run() { for (int i = 0; i < 10; i++) { // bank.save1(10); bank.save(10); System.out.println(i + "賬戶余額為：" + bank.getAccount()); } } } /** * 建立線程，調用內部類 */ public void useThread() { Bank bank = new Bank(); NewThread new_thread = new NewThread(bank); System.out.println("線程1"); Thread thread1 = new Thread(new_thread); thread1.start(); System.out.println("線程2"); Thread thread2 = new Thread(new_thread); thread2.start(); } public static void main(String[] args) { SynchronizedThread st = new SynchronizedThread(); st.useThread(); } } |
3.使用特殊域變量(volatile)實現線程同步
a.volatile關鍵字為域變量的訪問提供了一種免鎖機制，
b.使用volatile修飾域相當于告訴虛擬機該域可能會被其他線程更新，
c.因此每次使用該域就要重新計算，而不是使用寄存器中的值
d.volatile不會提供任何原子操作，它也不能用來修飾final類型的變量
例如：
在上面的例子當中，只需在account前面加上volatile修飾，即可實現線程同步。
代碼實例：
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//只給出要修改的代碼，其余代碼與上同 class Bank { //需要同步的變量加上volatile private volatile int account = 100; public int getAccount() { return account; } //這里不再需要synchronized public void save(int money) { account += money; } ｝ |
注：多線程中的非同步問題主要出現在對域的讀寫上，如果讓域自身避免這個問題，則就不需要修改操作該域的方法。
用final域，有鎖保護的域和volatile域可以避免非同步的問題。
4.使用重入鎖實現線程同步
在JavaSE5.0中新增了一個java.util.concurrent包來支持同步。
ReentrantLock類是可重入、互斥、實現了Lock接口的鎖，
它與使用synchronized方法和快具有相同的基本行為和語義，并且擴展了其能力
ReenreantLock類的常用方法有：
ReentrantLock() : 創建一個ReentrantLock實例
lock() : 獲得鎖
unlock() : 釋放鎖
注：ReentrantLock()還有一個可以創建公平鎖的構造方法，但由于能大幅度降低程序運行效率，不推薦使用
例如：
在上面例子的基礎上，改寫后的代碼為:
代碼實例：
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//只給出要修改的代碼，其余代碼與上同 class Bank { private int account = 100; //需要聲明這個鎖 private Lock lock = new ReentrantLock(); public int getAccount() { return account; } //這里不再需要synchronized public void save(int money) { lock.lock(); try{ account += money; }finally{ lock.unlock(); } } ｝ |
注：關于Lock對象和synchronized關鍵字的選擇：
a.最好兩個都不用，使用一種java.util.concurrent包提供的機制，
能夠幫助用戶處理所有與鎖相關的代碼。
b.如果synchronized關鍵字能滿足用戶的需求，就用synchronized，因為它能簡化代碼
c.如果需要更高級的功能，就用ReentrantLock類，此時要注意及時釋放鎖，否則會出現死鎖，通常在finally代碼釋放鎖
5.使用局部變量實現線程同步
如果使用ThreadLocal管理變量，則每一個使用該變量的線程都獲得該變量的副本， 副本之間相互獨立，這樣每一個線程都可以隨意修改自己的變量副本，而不會對其他線程產生影響。
ThreadLocal 類的常用方法
ThreadLocal() : 創建一個線程本地變量
get() : 返回此線程局部變量的當前線程副本中的值
initialValue() : 返回此線程局部變量的當前線程的"初始值"
set(T value) : 將此線程局部變量的當前線程副本中的值設置為value
例如：
在上面例子基礎上，修改后的代碼為：
代碼實例：
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//只改Bank類，其余代碼與上同 public class Bank{ //使用ThreadLocal類管理共享變量account private static ThreadLocal<Integer> account = new ThreadLocal<Integer>(){ @Override protected Integer initialValue(){ return 100; } }; public void save(int money){ account.set(account.get()+money); } public int getAccount(){ return account.get(); } } |
注：ThreadLocal與同步機制
a.ThreadLocal與同步機制都是為了解決多線程中相同變量的訪問沖突問題。
b.前者采用以"空間換時間"的方法，后者采用以"時間換空間"的方式
6.使用阻塞隊列實現線程同步
前面5種同步方式都是在底層實現的線程同步，但是我們在實際開發當中，應當盡量遠離底層結構。
使用javaSE5.0版本中新增的java.util.concurrent包將有助于簡化開發。
本小節主要是使用LinkedBlockingQueue<E>來實現線程的同步
LinkedBlockingQueue<E>是一個基于已連接節點的，范圍任意的blocking queue。
隊列是先進先出的順序（FIFO），關于隊列以后會詳細講解~
LinkedBlockingQueue 類常用方法
LinkedBlockingQueue() : 創建一個容量為Integer.MAX_VALUE的LinkedBlockingQueue
put(E e) : 在隊尾添加一個元素，如果隊列滿則阻塞
size() : 返回隊列中的元素個數
take() : 移除并返回隊頭元素，如果隊列空則阻塞
代碼實例：
實現商家生產商品和買賣商品的同步
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package com.xhj.thread;import java.util.Random;import java.util.concurrent.LinkedBlockingQueue;/** * 用阻塞隊列實現線程同步 LinkedBlockingQueue的使用 * * @author XIEHEJUN * */public class BlockingSynchronizedThread { /** * 定義一個阻塞隊列用來存儲生產出來的商品 */ private LinkedBlockingQueue<Integer> queue = new LinkedBlockingQueue<Integer>(); /** * 定義生產商品個數 */ private static final int size = 10; /** * 定義啟動線程的標志，為0時，啟動生產商品的線程；為1時，啟動消費商品的線程 */ private int flag = 0; private class LinkBlockThread implements Runnable { @Override public void run() { int new_flag = flag++; System.out.println("啟動線程 " + new_flag); if (new_flag == 0) { for (int i = 0; i < size; i++) { int b = new Random().nextInt(255); System.out.println("生產商品：" + b + "號"); try { queue.put(b); } catch (InterruptedException e) { // TODO Auto-generated catch block e.printStackTrace(); } System.out.println("倉庫中還有商品：" + queue.size() + "個"); try { Thread.sleep(100); } catch (InterruptedException e) { // TODO Auto-generated catch block e.printStackTrace(); } } } else { for (int i = 0; i < size / 2; i++) { try { int n = queue.take(); System.out.println("消費者買去了" + n + "號商品"); } catch (InterruptedException e) { // TODO Auto-generated catch block e.printStackTrace(); } System.out.println("倉庫中還有商品：" + queue.size() + "個"); try { Thread.sleep(100); } catch (Exception e) { // TODO: handle exception } } } } } public static void main(String[] args) { BlockingSynchronizedThread bst = new BlockingSynchronizedThread(); LinkBlockThread lbt = bst.new LinkBlockThread(); Thread thread1 = new Thread(lbt); Thread thread2 = new Thread(lbt); thread1.start(); thread2.start(); }} |
注：BlockingQueue<E>定義了阻塞隊列的常用方法，尤其是三種添加元素的方法，我們要多加注意，當隊列滿時：
add()方法會拋出異常
offer()方法返回false
put()方法會阻塞
7.使用原子變量實現線程同步
需要使用線程同步的根本原因在于對普通變量的操作不是原子的。
那么什么是原子操作呢？
原子操作就是指將讀取變量值、修改變量值、保存變量值看成一個整體來操作
即-這幾種行為要么同時完成，要么都不完成。
在java的util.concurrent.atomic包中提供了創建了原子類型變量的工具類，使用該類可以簡化線程同步。
其中AtomicInteger 表可以用原子方式更新int的值，可用在應用程序中(如以原子方式增加的計數器)，
但不能用于替換Integer；可擴展Number，允許那些處理機遇數字類的工具和實用工具進行統一訪問。
AtomicInteger類常用方法：
AtomicInteger(int initialValue) : 創建具有給定初始值的新的AtomicInteger
addAddGet(int dalta) : 以原子方式將給定值與當前值相加
get() : 獲取當前值
代碼實例：
只改Bank類，其余代碼與上面第一個例子同
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class Bank { private AtomicInteger account = new AtomicInteger(100); public AtomicInteger getAccount() { return account; } public void save(int money) { account.addAndGet(money); } } |
補充--原子操作主要有：
對于引用變量和大多數原始變量(long和double除外)的讀寫操作；
對于所有使用volatile修飾的變量(包括long和double)的讀寫操作。
代碼的世界里，你就是上帝。
總結
以上就是本文關于java多線程之線程同步七種方式代碼示例的全部內容，希望對大家有所幫助。有什么問題可以隨時留言，小編會及時回復大家的。感謝朋友們對本站的支持！
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