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并发编程基础四--同步代码块,同步方法,lock,死锁

Credo-Zhao
 Credo-Zhao
发布于 2013/02/07 11:41
字数 1664
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老生常谈的一个问题,就bank的那个例子,同一张卡同时取钱,并发2个,每个取800,但卡里只有1000,不能让2个人同时操作.这里就需要线程同步.比如下面的DEMO.

首先定义一个账户类:

package org.credo.thread.tongbu;

public class Account {
	private String account;
	private double money;
	
	public Account(String account,double money){
		this.account=account;
		this.money=money;
	}
	
	//根据account重写hashcode和equals方法.
	public int hasCode(){
		return account.hashCode();
	}
	public boolean equals(Object obj){
		if(this==obj){
			return true;
		}
		if(obj!=null && obj.getClass()==Account.class){
			Account target=(Account)obj;
			return target.getAccount().equals(account);
		}
		return false;
	}
	
	public String getAccount() {
		return account;
	}
	public void setAccount(String account) {
		this.account = account;
	}
	public double getMoney() {
		return money;
	}
	public void setMoney(double money) {
		this.money = money;
	}
}
再就是业务类:
package org.credo.thread.tongbu;

public class Draw extends Thread{
	
	private Account account;
	private double hopeGetMoney;
	
	public Draw(String name,Account account,double hopeGetMoney){
		super(name);
		this.account=account;
		this.hopeGetMoney=hopeGetMoney;
	}
	
	//当多个线程修改同一个共享数据的时候,将会引发数据问题.
	public void run(){
		if(account.getMoney() >= hopeGetMoney){
			System.out.println(account.getAccount()+"---"+getName()+"取钱成功,取出金额为:"+hopeGetMoney);
			try {
				Thread.sleep(1);
			} catch (Exception e) {
				e.printStackTrace();
			}
			//修改金额
			account.setMoney(account.getMoney()-hopeGetMoney);
			System.out.println("余额为:"+account.getMoney());
		}else{
			System.out.println("余额不足,取款失败!");
		}
	}
}
测试类:
package org.credo.thread.tongbu;

public class NoSynchronizedTest {

	public static void main(String[] args) {
		//create a new account
		Account account=new Account("印度人", 1000);
		new Draw("印度人A", account, 800).start();
		new Draw("印度人B", account, 800).start();
	}
}
结果是:

印度人---印度人B取钱成功,取出金额为:800.0
印度人---印度人A取钱成功,取出金额为:800.0
余额为:200.0
余额为:-600.0

自然是错的,毕竟这不是信用卡.

在这种场景下,account这个账户必然要是一定时间内只能一个人操作的,是需要线程的同步的.

1.同步代码块

如下code:在业务类的run方法总加入synchronized代码块.

public void run(){
		//使用account作为同步监视器,任何线程进入下面同步代码块之前必须先获得对account账户的锁定.
		//其他线程无法获得锁,也就无法修改
		//这种做法符合,  加锁---修改---释放锁   的逻辑.
		synchronized (account) {
			if(account.getMoney() >= hopeGetMoney){
				System.out.println(account.getAccount()+"---"+getName()+"取钱成功,取出金额为:"+hopeGetMoney);
				try {
					Thread.sleep(1);
				} catch (Exception e) {
					e.printStackTrace();
				}
				//修改金额
				account.setMoney(account.getMoney()-hopeGetMoney);
				System.out.println("余额为:"+account.getMoney());
			}else{
				System.out.println("余额不足,取款失败!");
			}
		}
		//结束,释放同步锁.
	}
印度人---印度人A取钱成功,取出金额为:800.0
余额为:200.0
余额不足,取款失败!

为了解决问题,java的处理方法就出现了"同步监视器",使用同步监视器的方法就是上面的同步代码块.语法嘛,就同上.

synchronized(obj){
    //此处代码就是同步代码块
}

括号里的obj就是同步监视器,上面的含义就是,线程开始执行同步代码前,必须先获得对同步监视器的锁定.当完成同步代码块后会释放锁定.
Java允许任何对象充当同步监视器,但实际上,我们必须使用可能被并发访问的贡献资源充当同步监视器.如上面代码的 account.

2.同步方法

与同步代码块对应的,java的多线程的安全支持还提供了同步方法,同步方法就是使用synchronized关键字去修饰某个方法.对于同步方法而言,其同步监视器就是this,就是该对象本身.

用过使用同步方法可以很方便的实现线程安全的类,线程安全的类具有如下特征:

  • 该类的对象可以被多个线程安全的访问
  • 每个线程调用该对象的任意方法都会得到正确的结果.
  • 每个线程调用该对象任意方法后,该对象状态依然保持合理状态.

synchronized关键字可以修饰方法,代码块,但不能修改构造器,属性等.

在Account类中加入下面代码:

public synchronized void process(double hopeGetMoney){
		if(money >= hopeGetMoney){
			System.out.println(Thread.currentThread().getName()+"取钱成功,取出金额为:"+hopeGetMoney);
			try {
				Thread.sleep(1);
			} catch (Exception e) {
				e.printStackTrace();
			}
			//修改金额
			this.money=money-hopeGetMoney;
			System.out.println("余额为:"+money);
		}else{
			System.out.println("余额不足,取款失败!");
		}
	}

修改业务类中的run()方法为:

public void run(){
		account.process(hopeGetMoney);
	}
印度人A取钱成功,取出金额为:800.0
余额为:200.0
余额不足,取款失败!

可变类的线程安全是以降低程序的运行效率为代价的.因此如果严格考虑性能的话,可以提供 单线程环境和多线程环境,提供2个版本,,一个就是线程不安全,一个线程安全,分别在单线程和多线程中使用.

比如StringBuffer是多线程安全的,但性能不好.StringBuilder有好的性能,但线程是不安全的.

3.释放同步监视器的锁定

释放:

  • 1.当前线程的同步方法,同步代码块正常运行结束.
  • 2.当前线程在同步代码块,同步方法中遇到break,return什么的,
  • 3发生异常,错误.
  • 4.程序执行了同步监视器对象的wait()方法,线程暂停并释放同步监视器.

不释放:

  • 1.在期内执行了Thread.sleep,thread.yield方法.不会放开.
  • 2.用了suspend挂起,当然不应该用suspend和resume方法.


从JAVA5开始.有了Lock.

先贴代码,上一章最后的代码,不变,只修改account代码如下:

public class Account {
	private String account;
	private double money;
	private final ReentrantLock lock=new ReentrantLock();
	
	public Account(String account,double money){
		this.account=account;
		this.money=money;
	}
	
	public void process(double hopeGetMoney){
		try {
			lock.lock();
		if(money >= hopeGetMoney){
			System.out.println(Thread.currentThread().getName()+"取钱成功,取出金额为:"+hopeGetMoney);
			try {
				Thread.sleep(1);
			} catch (Exception e) {
				e.printStackTrace();
			}
			//修改金额
			this.money=money-hopeGetMoney;
			System.out.println("余额为:"+money);
		}else{
			System.out.println("余额不足,取款失败!");
		}
		} finally {
			lock.unlock();
		}
	}

	
	//根据account重写hashcode和equals方法.
使用的是lock.输出为:

印度人A取钱成功,取出金额为:800.0
余额为:200.0
余额不足,取款失败!

Lock是控制多个线程对共享资源进行访问的工具.通常,锁提供了对共享资源的独占访问,每次只能有一个线程对lock对象加锁,线程开始访问共享资源之前应获得Lock对象.

同步锁里面需要理解的东西也很多,这里........尼玛快过年了,实在没心情搞了.

===============死锁==================

死锁就是两个线程互相等待对方释放同步监视器时就回发生死锁.Java虚拟机没有检测,也没有采取措施来处理死锁情况,所以多线程编程时要注意这个情况.发生死锁的时候,整个程序没错误没异常,没提示,只是说有线程都处于阻塞状态,无法继续.

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