Java 详细讲解线程安全与同步附实例与注释

目录
  • 线程安全问题
    • 实例：
      • 存钱取钱问题
      • 买票问题
    • 线程安全问题
      • 分析问题
      • 解决方案
  • 线程同步
    • 同步语句
    • synchronize(obj)的原理
    • 同步方法
      • 同步方法的本质

线程安全问题

多个线程可能会共享(访问)同一个资源

比如访问同一个对象，同一个变量，同一个文件

当多个线程访问同一块资源时，很容易引发数据错乱和数据安全问题，称为线程安全问题

什么情况下会出现线程安全问题

多个线程共享同一个资源

且至少有一个线程正在执行写的操作

实例：

存钱取钱问题

分别有存钱和取钱2个线程

存钱                      取钱
   线程1         余额         线程2
   1000  《----1000------》 1000
   1000+1000-----》2000
                500 《-----1000-500

正确：结束后余额应该是1500，而不是500

买票问题

有卖票2个线程

卖票                      卖票
   线程1         票数         线程2
   1000  《----1000------》 1000
   1000-1-----》999
                999 《-----1000-1

正确：结束后余额应该是998，而不是999

买票问题错误(未线程同步)实例：

public class love implements Runnable{
    private int piao=3000;//有3000张票
    public boolean sale() {//ture代表还有票；false代表没有票了
        if(piao<1) return false;
         piao--;//卖1张票

         //细化piao--;
         //寄存器=piao;
         //寄存器=寄存器-1；
         //piao=寄存器;

         String sk =Thread.currentThread().getName();//获取当前线程(买票窗口)的名字
         System.out.println(sk+"卖了1张票，还剩下"+piao+"张");
         return piao>1;
    }
    public void run() {
         while(sale());//循环执行；直至卖完票返回false
    }
}

public class Main {
    public static void main(String[] a) {
        love tjlove =new love();
        for(int i=1;i<=4;i++) {//循环4次；产生4个线程(窗口)卖票
            Thread tj = new Thread(tjlove());
            tj.setName(""+i);
            tj.start();
        }
    }
}

部分输出结果：

线程安全问题

分析问题

线程A和B对类中1个变量值为17进行+1操作
最终结果为2个18

解决方案

加锁：

过程：首先线程A先访问到这个17，读上来后进行加锁并进去+1的操作改为18
并且17在加锁期间其它线程都不能访问
改完之后再进行写入，然后再解锁17
然后再由线程B去访问它，再进行加锁，重复上面操作变成19再解锁
这样做能保证在同一时间只有1个线程去访问它，这样就保证了安全；之前错误是由于这些线程一起去访问了它

线程同步

刚刚所说的加锁操作便是线程同步技术

可以使用线程同步技术来解决线程安全问题

线程同步在Java里有2种做法：

1.同步语句

2.同步方法

同步语句

public class love implements Runnable{
	private int piao=3000;//本人cpu单核性能过强,数据量大些才能看到是4个线程在卖票
	public boolean sale() {
		synchronized(this) {//1个线程获取这个对象的锁，并加锁；    synchronized作用于整个语句
		//this指向当前对象
		//不能用new Object()；这样会产生新的对象，产生新的锁
		//把this换成"123",效果基本一样；因为其存在常量值里，每次访问的对象一样
			if(piao<1) return false;
			piao--;
			String sk =Thread.currentThread().getName();
			System.out.println(sk+"卖了1张票，还剩下"+piao+"张");
			return piao>0;
			}
	}
	public void run() {
		 while(sale());
	}
}

部分输出结果：

synchronize(obj)的原理

1.每个对象都有一个与它相关的内部锁（intrinsic lock）或者叫监视器锁（monitor lock）

2.第一个执行到同步语句的线程可以获得 obj 的内部锁，在执行完同步语句中的代码后释放此锁

3.只要一个线程持有了内部锁，那么其它线程在同一时刻将无法再获得此锁

✓ 当它们试图获取此锁时，将会进入BLOCKED状态

4.多个线程访问同一个 synchronized(obj)语句时

obj必须是同一个对象，才能起到同步的作用

同步方法

public class love implements Runnable{
    private int piao=3000;
    public synchronized boolean sale() { //synchronized作用于整个方法
            if(piao<1) return false;
            piao--;
            String sk =Thread.currentThread().getName();
            System.out.println(sk+"卖了1张票，还剩下"+piao+"张");
            return piao>0;
    }
    public void run() {
         while(sale());
    }
}

synchronized不能修饰构造方法

同步方法的本质

实例方法：synchronized (this)

静态方法：synchronized (Class对象)

同步语句比同步方法更灵活一点

同步语句可以精确控制需要加锁的代码范围，减少处于BLOCKED状态的线程,充分利用劳动力

使用了线程同步技术后

虽然解决了线程安全问题，但是降低了程序的执行效率

因为加了锁就会有处于等待的线程，多了加锁解锁的操作

所以在真正有必要的时候，才使用线程同步技术

到此这篇关于Java 详细讲解线程安全与同步附实例与注释的文章就介绍到这了,更多相关Java 线程安全内容请搜索我们以前的文章或继续浏览下面的相关文章希望大家以后多多支持我们！

赞 (0)

相关推荐

  • JAVA多线程线程安全性基础

    JAVA多线程线程安全性基础

    目录 线程安全性 什么是线程安全的代码 什么是线程安全性 总结 线程安全性 一个对象是否需要是线程安全的,取决于它是否被多个线程访问,而不取决于对象要实现的功能 什么是线程安全的代码 核心:对 共享的 和 可变的 状态的访问进行管理.防止对数据发生不受控的并发访问. 何为对象的状态? 状态是指存储在对象的状态变量(例如实例或静态域)中的数据.还可能包括 其他依赖对象 的域. eg:某个HashMap的状态不仅存储在HashMap对象本身,还存储在许多Map.Entry对象中. 总而言之,在对象的

  • java多线程创建及线程安全详解

    java多线程创建及线程安全详解

    什么是线程 线程被称为轻量级进程,是程序执行的最小单位,它是指在程序执行过程中,能够执行代码的一个执行单位.每个程序程序都至少有一个线程,也即是程序本身. 线程的状态 新建(New):创建后尚未启动的线程处于这种状态 运行(Runable):Runable包括了操作系统线程状态的Running和Ready,也就是处于此状态的线程有可能正在执行,也有可能正在等待着CPU为它分配执行时间. 等待(Wating):处于这种状态的线程不会被分配CPU执行时间.等待状态又分为无限期等待和有限期等待,处于无

  • Java多线程之线程安全问题详解

    Java多线程之线程安全问题详解

    目录 1.什么是线程安全和线程不安全? 2.自增运算为什么不是线程安全的? 3.临界区资源和竞态条件 总结: 面试题: 什么是线程安全和线程不安全? 自增运算是不是线程安全的?如何保证多线程下 i++ 结果正确? 1. 什么是线程安全和线程不安全? 什么是线程安全呢?当多个线程并发访问某个Java对象时,无论系统如何调度这些线程,也无论这些线程将如何交替操作,这个对象都能表现出一致的.正确的行为,那么对这个对象的操作是线程安全的. 如果这个对象表现出不一致的.错误的行为,那么对这个对象的操作不是

  • Java中关于线程安全的三种解决方式

    Java中关于线程安全的三种解决方式

    三个窗口卖票的例子解决线程安全问题 问题:买票过程中,出现了重票.错票-->出现了线程的安全问题 问题出现的原因:当某个线程操作车票的过程中,尚未操作完成时,其他线程参与进来,也操作车票 如何解决:当一个线程a在操作ticket的时候,其他线程不能参与进来,知道线程a操作完ticket时,其他线程才可以开始操作ticket,这种情况即使线程a出现了阻塞,也不能被改变 在Java中,我们通过同步机制,来解决线程的安全问题.(线程安全问题的前提:有共享数据) 方式一:同步代码块 synchroniz

  • 关于java中线程安全问题详解

    关于java中线程安全问题详解

    目录 一.什么时候数据在多线程并发的环境下会存在安全问题? 二.怎么解决线程安全问题? 三.银行 取钱/存钱 案例 为什么会出现线程安全问题 四.总结 一.什么时候数据在多线程并发的环境下会存在安全问题? 三个条件: 条件1:多线程并发. 条件2:有共享数据. 条件3:共享数据有修改的行为. 满足以上3个条件之后,就会存在线程安全问题. 二.怎么解决线程安全问题?         线程排队执行.(不能并发).用排队执行解决线程安全问题.这种机制被称为:线程同步机制. 三.银行 取钱/存钱 案例

  • Java中线程安全问题

    Java中线程安全问题

    目录 一.线程不安全 二.那些情况导致了线程不安全? 三.Java中解决线程不安全的方案 1.volatile"轻量级"解决线程不安全 2.synchronized自动加锁 四.公平锁与非公平锁机制 五.volatile和synchronized的区别 六.synchronized和Lock的区别 一.线程不安全 多线程的执行环境中,程序的执行结果和预期的结果不符合,这就称为发生了线程不安全现象 二.那些情况导致了线程不安全? 大致分为以下5种情况: (1)CPU抢占执行 (无法解决)

  • Java并发编程之线程安全性

    目录 1.什么是线程安全性 2.原子性 2.1 竞争条件 2.2 复合操作 3.加锁机制 3.1 内置锁 3.2 重入 4.用锁保护状态 5.活跃性与性能 1.什么是线程安全性 当多个线程访问某个类时,不管运行时环境采用何种调用方式或者这些线程将如何交替执行,并且在主调代码中不需要任何额外的同步或协同,这个类都能表现出正确的行为,那么就称这个类是线程安全的. 无状态的对象一定是线程安全的,比如:Servlet. 2.原子性 2.1 竞争条件 由于不恰当的执行时序而出现不正确的结果的情况,就是竞争

  • Java线程安全状态专题解析

    Java线程安全状态专题解析

    一.观察线程的所有状态 线程的状态是一个枚举类型 Thread.State public static void main(String[] args) { for (Thread.State state : Thread.State.values()){ System.out.println(state); } } NEW: 安排了工作, 还未开始行动 RUNNABLE: 可工作的. 又可以分成正在工作中和即将开始工作.就绪状态 BLOCKED: 这几个都表示排队等着其他事情 WAITING:

  • Java 详细讲解线程安全与同步附实例与注释

    Java 详细讲解线程安全与同步附实例与注释

    目录 线程安全问题 实例: 存钱取钱问题 买票问题 线程安全问题 分析问题 解决方案 线程同步 同步语句 synchronize(obj)的原理 同步方法 同步方法的本质 线程安全问题 多个线程可能会共享(访问)同一个资源 比如访问同一个对象,同一个变量,同一个文件 当多个线程访问同一块资源时,很容易引发数据错乱和数据安全问题,称为线程安全问题 什么情况下会出现线程安全问题 多个线程共享同一个资源 且至少有一个线程正在执行写的操作 实例: 存钱取钱问题 分别有存钱和取钱2个线程 存钱      

  • Java 详细讲解线程的状态及部分常用方法

    可以通过 Thread.getState 方法获得线程的状态(线程一共有 6 种状态) NEW(新建)new:尚未启动 RUNNABLE(可运行状态)runnable:正在 JVM 中运行:或者正在等待操作系统的其他资源(比如处理器) //有些编程语言会把RUNNABLE分成2种情况//1.running//2.ready//以上2种在Java中都属于RUNNABLE BLOCKED(阻塞状态) blocked:正在等待监视器锁(内部锁) WAITING(等待状态) waiting:在等待另一个

  • Java 详细讲解线程的状态及部分常用方法

    可以通过 Thread.getState 方法获得线程的状态(线程一共有 6 种状态) NEW(新建)new:尚未启动 RUNNABLE(可运行状态)runnable:正在 JVM 中运行:或者正在等待操作系统的其他资源(比如处理器) //有些编程语言会把RUNNABLE分成2种情况//1.running//2.ready//以上2种在Java中都属于RUNNABLE BLOCKED(阻塞状态) blocked:正在等待监视器锁(内部锁) WAITING(等待状态) waiting:在等待另一个

  • 超详细讲解Linux C++多线程同步的方式

    目录 一.互斥锁 1.互斥锁的初始化 2.互斥锁的相关属性及分类 3,测试加锁函数 二.条件变量 1.条件变量的相关函数 1)初始化的销毁读写锁 2)以写的方式获取锁,以读的方式获取锁,释放读写锁 四.信号量 1)信号量初始化 2)信号量值的加减 3)对信号量进行清理 背景问题:在特定的应用场景下,多线程不进行同步会造成什么问题? 通过多线程模拟多窗口售票为例: #include <iostream> #include<pthread.h> #include<stdio.h&

  • Java 详细讲解分治算法如何实现归并排序

    Java 详细讲解分治算法如何实现归并排序

    目录 1.什么是分治算法 分治法 基本思想 2.分治算法的体现--归并排序 归并排序 基本思想 3.代码实现 1.什么是分治算法 分治法 分治法,字面意思是"分而治之",就是把一个复杂的1问题分成两个或多个相同或相似的子问题,再把子问题分成更小的子问题直到最后子问题可以简单地直接求解,原问题的解即子问题的解的合并,这个思想是很多高效算法的基础,例如排序算法(快速排序,归并排序),傅里叶变换(快速傅里叶变换)等. 基本思想 分治法的基本思想:将一个难以直接解决的大问题,分割成一些规模较小

  • Java详细讲解不同版本的接口语法和抽象类与接口的区别

    Java详细讲解不同版本的接口语法和抽象类与接口的区别

    目录 什么是接口? 接口的语法: (JDK7.0) 接口的语法: (JDK8.0) 接口的语法: (JDK9.0)—(私有方法) 接口的分类 常量接口: 空接口: 函数式接口: 什么是接口? 说到接口,USB大家肯定不陌生~接口是一种标准.规范.注意:接口一旦制定好,使用者和实现者都必须遵循的标准. 接口的语法: (JDK7.0) (1) 关键字:interface (2) 语法:  interface 接口名{} (3) 接口编译之后会生成对应的 .class文件 (4) 接口不能创建对象,但

  • Java 详细讲解用堆解决Top-k问题

    Java 详细讲解用堆解决Top-k问题

    目录 1.什么是堆? 堆结构 大根堆 VS 小根堆 大根堆(最大堆) 小根堆(最小堆) 优先级队列(PriorityQueue) 2.top-k问题解决思路 要解决 top-k 问题,我们应该先熟悉一种数据结构 - 堆(优先级队列),已经了解的朋友可以跳过哦. 1.什么是堆? 堆结构 堆其实就是一种二叉树,但是普通的二叉树是以链式结构进行储存数据的,而堆是以数组进行顺序存储数据的.那么什么样的二叉树才适合用顺序存储的方式呢? 我们假设一颗普通的二叉树可以用数组存储,那么就可以得到如下结构: 我们

  • Java详细讲解分析双指针法的使用

    Java详细讲解分析双指针法的使用

    目录 前言 1.判断链表是否有环 2.查找链表中间的元素 3.奇偶排序前奇后偶 4.删除排序链表的重复元素 5.三数之和 6.分割链表 7.合并两个有序的数组 8.两数之和—输入有序数组 9.长度最小的子数组 10.排序链表 前言 通常用在线性的数据结构中,比如链表和数组. 指针其实就是数据的索引或者链表的结点.两个指针朝着左右两个方向移动,直到满足搜索条件. 双指针可分为同向双指针.异向双指针.快慢指针.滑动窗口.根据需求选择双指针的模型,比如 删除数组或链表中重复的元素,同向双指针(线性表前

  • Java详细讲解堆排序与时间复杂度的概念

    Java详细讲解堆排序与时间复杂度的概念

    目录 一.堆排序 1.什么是堆排序 2.堆排序思想 3.代码实现 二.时间复杂度分析 1.初始化建堆 2.排序重建堆 3.总结 一.堆排序 1.什么是堆排序 (1)堆排序:堆排序(Heapsort)是指利用堆这种数据结构所设计的一种排序算法.堆积是一个近似完全二叉树的结构,并同时满足堆积的性质:即子结点的键值或索引总是小于(或者大于)它的父节点. (2)堆是具有以下性质的完全二叉树:每个结点的值都大于或等于其左右孩子结点的值,称为大顶堆:或者每个结点的值都小于或等于其左右孩子结点的值,称为小顶堆

  • Java详细讲解文件的读写操作方法

    Java详细讲解文件的读写操作方法

    目录 java的IO 字节流 InputStream的常用方法 OutputStream的常用方法 字节流读写文件 如何将数据写入到文件中 java的IO Java程序允许通过流的方式与输入输出设备进行数据传输.Java中的流都在java.io包中,称为IO(输入输出)流.IO流按照操作数据的不同,可以分为字节流和字符流,按照数据传输方向的不同,又可以分为输入流和输出流,程序从输入流中读取数据,向输出流中写入数据,在IO包中,字节流的输入输出分别用java.InputStream和java.io

随机推荐