Java多线程(线程同步)

1、 解决多线程安全问题(同步代码块)

  • 基本思想:让程序没有安全问题的环境

  • 具体实现:把多条语句操作共享数据的代码给锁起来(Java提供了同步代码块方式),让任意时刻只能有一个线程执行即可

1.1 同步代码块

锁多条语句操作共享数据,可以使用同步代码块实现

  • 格式:
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    synchronized(任意对象){
    //多条语句操作共享数据的代码
    }
  • synchronized(任意对象):相当于给代码加锁,任意对象就可以看成是一把锁

同步的好处和弊端

  • 好处:解决了多线程的数据安全问题
  • 弊端:当线程很多时,因为每个线程都会去判断同步上的锁,这是很耗费资源的,无形中会降低程序的运行效率

2、 售票案例

3、 解决多线程安全问题(同步代方法)

3.1 同步方法

格式:

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修饰符 synchronized 返回值类型 方法名(方法参数){ }

同步方法的锁对象是this

3.2 同步静态方法

格式

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修饰符 static synchronized 返回值类型 方法名(方法参数){ }

同步静态方法的锁对象是类名.class

4、 线程安全的类

4.1 StringBuffer

  • 线程安全,可变的字符序列
  • 从版本JDK5开始,被StringBuilderder替代。但它更快,因为它不执行同步

4.2 Vector

  • 从Java2平台v1.2开始,该类改进了List接口,使其成为Java Collections Framework的成员。与新的集合实现不同,Vector被同步。如果不需要线程安全的实现,建议使用ArrayList代替Vector

4.3 Hashtable

  • 该类实现了一个哈希表,它将键映射到值。任何非null对象都可以用作键或者值
  • 从java2平台v1.2开始,该类进行了改进,实现了Map接口,使其成为Java Collections Framework的成员。与新的集合实现不同,Hashtable被同步。如果不需要线程安全的实现,建议使用HashMap代替Hashtable
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package sellTicket;

import java.util.ArrayList;
import java.util.Collections;
import java.util.HashMap;
import java.util.Hashtable;
import java.util.List;
import java.util.Vector;

public class demo {
public static void main(String[] args) {
StringBuffer sbf=new StringBuffer();
StringBuilder sb=new StringBuilder();

Vector<String> v=new Vector<String>();
ArrayList<String> array=new ArrayList<String>();

Hashtable<String,String> table=new Hashtable<String, String>();
HashMap<String, String> map=new HashMap<String, String>();

//将集合包装成线程安全的集合类
List<String> list=Collections.synchronizedList(new ArrayList<String>());

}

}

5. Lock锁

为了更清晰表达如何加锁和释放锁,JDK5以后提供了一个新的锁对象Lock

Lock实现提供比使用synchronized方法和语句可以获得更广泛的锁定操作

Lock中提供了获得锁和释放锁的方法

  • void lock() :获得锁
  • void unlock():释放锁

Lock是接口不能直接实例化,这里采用它的实现类ReentrantLock来实例化

ReentrantLock的构造方法

  • ReentrantLock():创建一个ReentrantLock的实例

6. 生产者消费者模式概述

生产者消费者模式是一个十分经典的多线程协作的模式,弄懂生产者消费者问题能够让我们对多线程编程的理解更加深刻,所谓生产者消费者问题,实际上主要包含了两类线程:

  • 一类是生产者线程用于生产数据
  • 一类是消费者线程用于消费数据

为了解耦生产者和消费者的关系,通常会采用共享的数据区域,就像是一个仓库

  • 生产者生产数据后直接放置在共享的数据区中,并不需要关心消费者的行为
  • 消费者只需要从共享数据区中去获取数据,并不需要关心生产者的行为

生产者—>共享数据区域 <— 消费者

为了体现生产和消费过程中的等待和唤醒,Java就提供了几个方法供我们使用,这几个方法在Object类中

Object类的等待和唤醒方法:

方法名 说明
void wait() 导致当前线程等待,直到另一个线程调用该对象的notify()方法或notifyAll()方法
void notify() 唤醒正在等待对象监视器的单个线程
void notifyAll() 唤醒正在等待对象监视器的所有线程

7. 生产者消费者案例

案例中包含的类:

  • 奶箱类(box):定义一个成员变量,表示第x瓶奶,提供存储牛奶和获取牛奶的操作
  • 生产者类(Producer):实现Runnable接口,重写run()方法,调用存储牛奶的操作
  • 消费者类(Customer):实现Runnable接口,重写run()方法,调用获取牛奶的操作
  • 测试类(BoxDemo):里面有main()方法:

    ①创建奶箱对象,这是共享数据区域

    ②创建生产者对象,把奶箱对象作为构造方法参数传递,因为在这个类中要调用存储牛奶的操作

    ③创建消费者对象,把奶箱对象作为构造方法参数传递,因为在这个类中要调用获取牛奶的操作

    ④创建两个线程对象,分别把生产者对象和消费者对象作为构造方法参数传递

    ⑤启动线程

请我喝杯咖啡吧~

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