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Java 多线程同步常用的三种方法

JAVA 线程
2023-02-25 18:01:32 时间

一​、为什么要线程同步

因为当我们有多个线程要同时访问一个变量或对象时，如果这些线程中既有读又有写操作时，就会导致变量值或对象的状态出现混乱，从而导致程序异常。举个例子，如果一个银行账户同时被两个线程操作，一个取100块，一个存钱100块。假设账户原本有0块，如果取钱线程和存钱线程同时发生，会出现什么结果呢？取钱不成功，账户余额是100.取钱成功了，账户余额是0.那到底是哪个呢？很难说清楚。因此多线程同步就是要解决这个问题。

二、同步时的代码

1、synchronized锁住方法 同步方法

即有synchronized关键字修饰的方法。 由于java的每个对象都有一个内置锁，当用此关键字修饰方法时，内置锁会保护整个方法。在调用该方法前，需要获得内置锁，否则就处于阻塞状态。

package com.company.model;

public class Bank {
    private int count =0;//账户余额

    //存钱
    public synchronized void addMoney(int money){
        
        count +=money;
        System.out.println(System.currentTimeMillis()+"存进："+money);
    }

    //取钱
    public synchronized void subMoney(int money){
        if(count-money < 0){
            System.out.println("余额不足");
            return;
        }
        count -=money;
        System.out.println(+System.currentTimeMillis()+"取出："+money);
    }

    //查询
    public void lookMoney(){
        System.out.println("账户余额："+count);
    }
}
测试方法：
package com.company;

import com.company.model.Bank;

public class Main {

    public static void main(String[] args) {
    // write your code here
        final Bank bank=new Bank();

        Thread tadd=new Thread(new Runnable() {

            @Override
            public void run() {
                // TODO Auto-generated method stub
                while(true){
                    try {
                        Thread.sleep(1000);
                    } catch (InterruptedException e) {
                        // TODO Auto-generated catch block
                        e.printStackTrace();
                    }
                    bank.addMoney(100);
                    bank.lookMoney();
                    System.out.println("\n");

                }
            }
        });

        Thread tsub = new Thread(new Runnable() {

            @Override
            public void run() {
                // TODO Auto-generated method stub
                while(true){
                    bank.subMoney(100);
                    bank.lookMoney();
                    System.out.println("\n");
                    try {
                        Thread.sleep(1000);
                    } catch (InterruptedException e) {
                        // TODO Auto-generated catch block
                        e.printStackTrace();
                    }
                }
            }
        });
        tsub.start();

        tadd.start();
    }
}

执行结果：

余额不足
账户余额：0


余额不足
账户余额：0


1622020234927存进：100
账户余额：100


1622020235935存进：100
账户余额：200


1622020235935取出：100
账户余额：100


1622020236944取出：100
账户余额：0

注： synchronized关键字也可以修饰静态方法，此时如果调用该静态方法，将会锁住整个类。

2、同步代码块

package com.company.model;

public class Bank {
    private int count =0;//账户余额

    //存钱
    public void addMoney(int money){
        synchronized(this) {
            count += money;
        }
        System.out.println(System.currentTimeMillis()+"存进："+money);
    }

    //取钱
    public  void subMoney(int money){
        if(count-money < 0){
            System.out.println("余额不足");
            return;
        }
        synchronized(this) {
            count -= money;
        }
        System.out.println(+System.currentTimeMillis()+"取出："+money);
    }

    //查询
    public void lookMoney(){
        System.out.println("账户余额："+count);
    }
}

效果和方法1差不多。

注：同步是一种高开销的操作，因此应该尽量减少同步的内容。通常没有必要同步整个方法，使用synchronized代码块同步关键代码即可。

3、使用重入锁实现线程同步

在JavaSE5.0中新增了一个java.util.concurrent包来支持同步。ReentrantLock类是可重入、互斥、实现了Lock接口的锁， 它与使用synchronized方法和块具有相同的基本行为和语义，并且扩展了其能力。ReenreantLock类的常用方法有：ReentrantLock() ：创建一个ReentrantLock实例lock() ：获得锁unlock() ：释放锁注：ReentrantLock()还有一个可以创建公平锁的构造方法，但由于能大幅度降低程序运行效率，不推荐使用。

Bank.java代码修改如下：​

package com.company.model;

import java.util.concurrent.locks.Lock;
import java.util.concurrent.locks.ReentrantLock;

public class Bank {
    private int count = 0;//账户余额
    //需要声明这个锁
    private Lock lock = new ReentrantLock();

    //存钱
    public void addMoney(int money) {
        lock.lock(); //加锁
        try {
            count += money;
            System.out.println(System.currentTimeMillis() + "存进：" + money);
        } catch (Exception e) {
            lock.unlock();//解锁
        } finally {
            lock.unlock();//解锁
        }
    }

    //取钱
    public void subMoney(int money) {
        lock.lock();//加锁
        try {
            if (count - money < 0) {
                System.out.println("余额不足");
                return;
            }
            synchronized (this) {
                count -= money;
            }
            System.out.println(+System.currentTimeMillis() + "取出：" + money);
        } catch (Exception e) {
            lock.unlock();//解锁
        } finally {
            lock.unlock();//解锁
        }
    }

    //查询
    public void lookMoney() {
        System.out.println("账户余额：" + count);
    }
}

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