關於JAVA多線程同步

 

關於JAVA多線程同步

 

因爲需要，最近關注了一下JAVA多線程同步問題。JAVA多線程同步主要依賴於若干方法和關鍵字。將心得記錄如下：

---

1 wait方法：
該方法屬於Object的方法，wait方法的作用是使得當前調用wait方法所在部分（代碼塊）的線程停止執行，並釋放當前獲得的調用wait所在的代碼塊的鎖，並在其他線程調用notify或者notifyAll方法時恢復到競爭鎖狀態（一旦獲得鎖就恢復執行）。
調用wait方法需要注意幾點：
第一點：wait被調用的時候必須在擁有鎖（即synchronized修飾的）的代碼塊中。
第二點：恢復執行後，從wait的下一條語句開始執行，因而wait方法總是應當在while循環中調用，以免出現恢復執行後繼續執行的條件不滿足卻繼續執行的情況。
第三點：若wait方法參數中帶時間，則除了notify和notifyAll被調用能激活處於wait狀態（等待狀態）的線程進入鎖競爭外，在其他線程中interrupt它或者參數時間到了之後，該線程也將被激活到競爭狀態。
第四點：wait方法被調用的線程必須獲得之前執行到wait時釋放掉的鎖重新獲得才能夠恢復執行。

2 notify方法和notifyAll方法：
notify方法通知調用了wait方法，但是尚未激活的一個線程進入線程調度隊列（即進入鎖競爭），注意不是立即執行。並且具體是哪一個線程不能保證。另外一點就是被喚醒的這個線程一定是在等待wait所釋放的鎖。
notifyAll方法則喚醒所有調用了wait方法，尚未激活的進程進入競爭隊列。

3 synchronized關鍵字：
第一點：synchronized用來標識一個普通方法時，表示一個線程要執行該方法，必須取得該方法所在的對象的鎖。
第二點：synchronized用來標識一個靜態方法時，表示一個線程要執行該方法，必須獲得該方法所在的類的類鎖。
第三點：synchronized修飾一個代碼塊。類似這樣：synchronized(obj) { //code.... }。表示一個線程要執行該代碼塊，必須獲得obj的鎖。這樣做的目的是減小鎖的粒度，保證當不同塊所需的鎖不衝突時不用對整個對象加鎖。利用零長度的byte數組對象做obj非常經濟。

4 atomic action（原子操作）：
在JAVA中，以下兩點操作是原子操作。但是c和c++中並不如此。
第一點：對引用變量和除了long和double之外的原始數據類型變量進行讀寫。
第二點：對所有聲明爲volatile的變量（包括long和double）的讀寫。
另外：在java.util.concurrent和java.util.concurrent.atomic包中提供了一些不依賴於同步機制的線程安全的類和方法。


5 一個例子，該例子模仿多人存取同一個賬戶：
Account類：
package com.synchronize;

import java.util.HashMap;
import java.util.Iterator;

public class Account {
private static HashMap<String, Integer> m = new HashMap<String, Integer>();
private static long times = 0;
static {
m.put("ren", 1000);
}

public synchronized void save(String name, int num) {
long tempTime = times++;
System.out.println("第 " + tempTime + " 次存儲" + num + "之前" + name + "的餘額爲：" + m.get(name));
m.put(name, m.get(name) + num);
this.notify();
System.out.println("第 " + tempTime + " 次存儲" + num + "之後" + name + "的餘額爲：" + m.get(name));
}

public static int get(String name) {
return m.get(name);
}

/**
* 注意wait的用法，必須在loop中，必須在擁有鎖的代碼塊中。 前者是當被notify的時候要重新進行條件判斷，後者是爲了釋放鎖。
*
* @param name
* @param num
*/
public synchronized void load(String name, int num) {
long tempTime = times++;
System.out.println("第 " + tempTime + " 次提取" + num + "之前" + name + "的餘額爲：" + m.get(name));

try {
while (m.get(name) < num) {
System.out.println("第 " + tempTime + " 次提取" + "餘額" + m.get(name) + "不足，開始等待wait。");
this.wait();
System.out.println("第 " + tempTime + " 次提取操作被喚醒");
}
} catch (InterruptedException e) {
// TODO Auto-generated catch block
e.printStackTrace();
}
m.put(name, m.get(name) - num);
System.out.println("第 " + tempTime + " 次提取" + num + "之後" + name + "的餘額爲：" + m.get(name));
}
}


User類：
package com.synchronize;

/**
* 這裏注意runnable接口的線程是怎麼實例化的。new Thread(new User())
* 這裏成功展示了多個用戶存取同一個賬戶的多線程實例，通過多線程同步，保證了安全的執行。
* @author abc
*
*/
public class User implements Runnable {
private static Account account = new Account();
private final int id;

User(int i){
id=i;
}

public void run() {
int tempMoney = 100;
account.load("ren", tempMoney);
try {
Thread.sleep(3000);
} catch (InterruptedException e) {
// TODO Auto-generated catch block
e.printStackTrace();
}
account.save("ren", 100);
System.out.println("線程"+id+"完畢========================================================");
}

public static void main(String[] args) {
for (int i = 0; i < 100; i++) {
new Thread(new User(i)).start();
}
}
}