android同步锁和异步锁同步锁java

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字节墨海星 2023-07-05 13:32:17

文章标签 android同步锁和异步锁 java 云计算同步代码块 d3 文章分类 Android 移动开发

同步锁的引入：

无同步：

输出结果：

加同步锁：

输出结果：

解决办法：

方法一：

方法二：

输出结果：

同步锁机制：

synchronized的锁是什么？

注意：

同步的范围：

1、代码是否存在线程安全

2、如何解决

切记：

锁的释放：

释放锁的操作：

不会释放锁的操作：

单例模式-懒汉式-双重加锁校验：

第一次判断singleton是否为null

第二次判断singleton是否为null

线程的死锁问题：

死锁：

产生死锁的四个必要条件

解决方法：

Lock锁：

synchronized 与 Lock 的对比：

同步锁的引入：

java中cpu分给每个线程的时间片是随机的并且在java中好多都是多个线程共用一个资源，比如火车卖票，火车票是一定的，但卖火车票的窗口到处都有，每个窗口就相当于一个线程，这么多的线程共用所有的火车票这个资源。如果在一个时间点上，两个线程同时使用这个资源，那他们取出的火车票是一样的（座位号一样），这样就会给乘客造成麻烦。比如下面程序：

无同步：

public class Main {
    public static void main(String[] args) {
        MyThread thread1 = new MyThread();
        MyThread thread2 = new MyThread();
        MyThread thread3 = new MyThread();
        thread1.setName("线程一");
        thread2.setName("线程二");
        thread3.setName("线程三");
        thread1.start();
        thread2.start();
        thread3.start();
    }
}

class MyThread extends Thread{
    static int  tick = 10;
    
    public MyThread() {
    }

    @Override
    public void run() {
        while (true) {
            if (tick > 0) {
                System.out.println(Thread.currentThread().getName()+" 剩余tick:"+--tick);
            }
        }
    }
}

输出结果：

线程一剩余tick:9
线程一剩余tick:9
线程一剩余tick:5
线程一剩余tick:4
线程一剩余tick:3
线程二剩余tick:7
线程二剩余tick:6
线程三剩余tick:8
线程二剩余tick:2
线程一剩余tick:1

可以看到票数不是按照顺序减少，票刚开始卖时，有两个线程同时进入临界区，导致票买了两张，总数却只减少了一张。

加同步锁：

public class Main {
    public static void main(String[] args) {
        MyThread thread1 = new MyThread();
        MyThread thread2 = new MyThread();
        MyThread thread3 = new MyThread();
        thread1.setName("线程一");
        thread2.setName("线程二");
        thread3.setName("线程三");
        thread1.start();
        thread2.start();
        thread3.start();
    }
}

class MyThread extends Thread{
    static int  tick = 10;

    public MyThread() {
    }

    @Override
    public synchronized void run() {
        while (true) {
            if (tick > 0) {
                System.out.println(Thread.currentThread().getName()+" 剩余tick:"+--tick);
            }
        }
    }
}

输出结果：

线程一剩余tick:9
线程一剩余tick:6
线程一剩余tick:5
线程一剩余tick:4
线程一剩余tick:3
线程二剩余tick:8
线程二剩余tick:1
线程三剩余tick:7
线程二剩余tick:0
线程一剩余tick:2

这时一种非常典型的同步锁错误，以为自己加了锁，其实锁加在了各自对象的非静态方法上，即对同一个对象，这把锁才有用，我们创建了三个不同的对象，三个有各自的方法，此时锁方法无法锁住任何临界区。

android同步锁和异步锁同步锁java_java

解决办法：

让MyThread实现Runnable接口，只创建一个对象，将同一个对象作为参数传给Thread的构造器。
在run方法中用MyThread.class锁住代码块。

方法一：

public class Main {
    public static void main(String[] args) {
        MyThread mt = new MyThread();//只创建一个MyThread对象
        Thread thread1 = new Thread(mt);
        Thread thread2 = new Thread(mt);
        Thread thread3 = new Thread(mt);
        thread1.setName("线程一");
        thread2.setName("线程二");
        thread3.setName("线程三");
        thread1.start();
        thread2.start();
        thread3.start();
    }
}

class MyThread implements Runnable{//实现Runnable接口
    static int  tick = 10;

    public MyThread() {
    }

    @Override
    public synchronized void run() {
        while (true) {
                if (tick > 0) {
                    System.out.println(Thread.currentThread().getName()+" 剩余tick:"+--tick);
                }
        }
    }
}

方法二：

public class Main {
    public static void main(String[] args) {
        MyThread thread1 = new MyThread();
        MyThread thread2 = new MyThread();
        MyThread thread3 = new MyThread();
        thread1.setName("线程一");
        thread2.setName("线程二");
        thread3.setName("线程三");
        thread1.start();
        thread2.start();
        thread3.start();
    }
}

class MyThread extends Thread{
    static int  tick = 10;

    public MyThread() {
    }

    @Override
    public  void run() {
        while (true) {
            synchronized (this.getClass()) {
                if (tick > 0) {
                    System.out.println(Thread.currentThread().getName()+" 剩余tick:"+--tick);
                }
            }
        }
    }
}

输出结果：

线程一剩余tick:9
线程一剩余tick:8
线程一剩余tick:7
线程一剩余tick:6
线程一剩余tick:5
线程一剩余tick:4
线程一剩余tick:3
线程一剩余tick:2
线程一剩余tick:1
线程一剩余tick:0

如此这般，票数才能按照顺序减少，而不会一个消费者看到窗口还有八张票，另一个消费者看到还有2张票。也不会出现两个消费者同时买到同一张票

同步锁机制：

同步机制中的锁在《Thinking in Java》中，是这么说的：对于并发工作，你需要某种方式来防止两个任务访问相同的资源（其实就是共享资源竞争）。防止这种冲突的方法就是当资源被一个任务使用时，在其上加锁。第一个访问某项资源的任务必须锁定这项资源，使其他任务在其被解锁之前，就无法访问它了，而在其被解锁之时，另一个任务就可以锁定并使用它了。

synchronized的锁是什么？

任意对象都可以作为同步锁。所有对象都自动含有单一的锁（监视器）。

同步方法的锁：静态方法（类名.class）、非静态方法（this）

同步代码块：自己指定，很多时候也是指定为this或类名.class

注意：

必须确保使用同一个资源的多个线程共用一把锁，这个非常重要，否则就无法保证共享资源的安全

一个线程类中的所有静态方法共用同一把锁（类名.class），所有非静态方法共用同一把锁（this），同步代码块（指定需谨慎）

同步的范围：

1、代码是否存在线程安全

（1）明确哪些代码是多线程运行的代码，如窗口

（2）明确多个线程是否有共享数据，如车票

（3）明确多线程运行代码中是否有多条语句操作共享数据，run方法

2、如何解决

对多条操作共享数据的语句，只能让一个线程都执行完，在执行过程中，其他线程不可以参与执行。即所有操作共享数据的这些语句都要放在同步范围中

切记：

范围太小：没锁住所有有安全问题的代码

范围太大：没发挥多线程的功能。

锁的释放：

释放锁的操作：

当前线程的同步方法、同步代码块执行结束。
当前线程在同步代码块、同步方法中遇到break、return终止了该代码块、该方法的继续执行。
当前线程在同步代码块、同步方法中出现了未处理的Error或Exception，导致异常结束。
当前线程在同步代码块、同步方法中执行了线程对象的wait()方法，当前线程暂停，并释放锁。

不会释放锁的操作：

线程执行同步代码块或同步方法时，程序调用Thread.sleep()、Thread.yield()方法暂停当前线程的执行，陈果老师说过，带锁睡眠是多线程编程的大忌
线程执行同步代码块时，其他线程调用了该线程的suspend()方法将该线程挂起，该线程不会释放锁（同步监视器）。
应尽量避免使用suspend()和resume()来控制线程

单例模式-懒汉式-双重加锁校验：

class Singleton {
    private static Singleton instance = null;
    private Singleton(){//私有化构造方法}
    public static Singleton getInstance(){
        if(instance==null){
            synchronized(Singleton.class){
                if(instance == null){
                    instance=new Singleton();
                } 
            } 
        }
        return instance;
    } 
}

第一次判断singleton是否为null

第一次判断是在Synchronized同步代码块外进行判断，由于单例模式只会创建一个实例，并通过getInstance方法返回singleton对象，所以，第一次判断，是为了在singleton对象已经创建的情况下，避免进入同步代码块，提升效率。

第二次判断singleton是否为null

第二次判断是为了避免以下情况的发生。

假设：线程A已经经过第一次判断，判断singleton=null，准备进入同步代码块.
此时线程B获得时间片，犹豫线程A并没有创建实例，所以，判断singleton仍然=null，所以线程B创建了实例singleton。
此时，线程A再次获得时间片，犹豫刚刚经过第一次判断singleton=null(不会重复判断)，进入同步代码块，这个时候，我们如果不加入第二次判断的话，那么线程A又会创造一个实例singleton，就不满足我们的单例模式的要求，所以第二次判断是很有必要的。

线程的死锁问题：

final StringBuffer s1 = new StringBuffer();
final StringBuffer s2 = new StringBuffer();
new Thread() {//匿名内部类
    @Override
    public void run() {
        synchronized (s1) {
            s2.append("A");
            synchronized (s2) {
                s2.append("B");
                System.out.print(s1);
                System.out.print(s2);
            }
        }
    }
}.start();
new Thread() {//匿名内部类
    @Override
    public void run() {
        synchronized (s2) {
            s2.append("C");
            synchronized (s1) {
                s1.append("D");
                System.out.print(s2);
                System.out.print(s1);
            }
        }
    }
}.start();

死锁：

不同的线程分别占用对方需要的同步资源不放弃，都在等待对方放弃自己需要的同步资源，就形成了线程的死锁出现死锁后，不会出现异常，不会出现提示，只是所有的线程都处于阻塞状态，无法继续

产生死锁的四个必要条件

1.互斥性：线程对资源的占有是排他性的，一个资源只能被一个线程占有，直到释放。

2.请求和保持条件：一个线程对请求被占有资源发生阻塞时，对已经获得的资源不释放。

3.不剥夺：一个线程在释放资源之前，其他的线程无法剥夺占用。

4.循环等待：发生死锁时，线程进入死循环，永久阻塞。

解决方法：

专门的算法、原则

尽量减少同步资源的定义

尽量避免嵌套同步

Lock锁：

从JDK 5.0开始，Java提供了更强大的线程同步机制——通过显式定义同步锁对象来实现同步。同步锁使用Lock对象充当。

java.util.concurrent.locks.Lock接口是控制多个线程对共享资源进行访问的工具。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先获得Lock对象。

ReentrantLock 类实现了 Lock ，它拥有与 synchronized 相同的并发性和内存语义，在实现线程安全的控制中，比较常用的是ReentrantLock，可以显式加锁、释放锁。

class A{
    private final ReentrantLock lock = new ReentrantLock();
    public void m(){
        lock.lock();
        try{
            //保证线程安全的代码;
        }
        finally{//注意：如果同步代码有异常，要将unlock()写入finally语句块
            lock.unlock();
        }
    }
}

synchronized 与 Lock 的对比：

Lock是显式锁（手动开启和关闭锁，别忘记关闭锁），synchronized是隐式锁，出了作用域自动释放
Lock只有代码块锁，synchronized有代码块锁和方法锁
使用Lock锁，JVM将花费较少的时间来调度线程，性能更好。并且具有更好的扩展性（提供更多的子类）所以优先使用顺序：Lock -> 同步代码块->同步方法

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