java线程基础知识----线程与锁

  • Z时代
  • 2024-01-10
  • 分类：综合

java

　　我们上一章已经谈到java线程的基础知识，我们学习了Thread的基础知识，今天我们开始学习java线程和锁。

　　1.　　首先我们应该了解一下Object类的一些性质以其方法，首先我们知道Object类的是java的顶层类，所有的类都集成自Object类，包括string和数组。而且每一个Object都有一个锁，同一时间只能有一个线程暂用这个对象的锁。这是我们今天学习的前提条件，至于Object的一些方法我们在后面的章节中会进行学习。

　　2.　　java锁之synchronized： 想必大家都知道java的synchronized关键字，在我看来这是锁操作中相对简单的方法，但是对事物我总有一个定义“简单的就是可扩展性差的”，下面我们将了解synchronized关键字的用法：

A. 入门基础实例： 举一个经典的售票例子，就是同时有2个窗口售票（当然是电子票），而且票的数量是一定的，假设20张。两个窗口之间售票相互独立。我们应该怎么实现？

public class ThreadTest {
    public static void main(String[] args) throws InterruptedException{
        Thread1 thread1 = new Thread1();
        Thread threadA = new Thread(thread1);
        Thread threadB = new Thread(thread1);
        threadA.start();
        threadB.start();
    }
}
class Thread1 implements Runnable{
    private Integer ticket = 100;
    public void run(){
            while ((ticket--) >0) {
                System.out.println("窗口"+Thread.currentThread().getName()+"卖票，当前票的数量为"+ticket);
            }
    }
}
计算结果： 具有随机性和不唯一性

　　显然这样的结果并不是我们想要的，这里我们先分析一下原因，为什么会导致这种计算结果？在访问临界区资源的时候我们并没有控制进入临界区的线程数量，也就是说我们在这个过程中可能有两个线程同时进入了这段"临界区"，访问了"临界资源"。假设有两个线程同时访问到了ticket值为100，但是两个线程都进行了--操作，导致本来线程应该为98的，但是实际结果确实99。这其实就是线程不安全的。

　　那么我们如何更改上面的程序进行更改呢？我们只需要引入synchronized关键字，首先我们说一下synchronized方法的两种使用方式：

　　　　一： synchronized代码块：如上面的程序只需要进行如下更改即可：

public class ThreadTest {
    public static void main(String[] args) throws InterruptedException{
        Thread1 thread1 = new Thread1();
        Thread threadA = new Thread(thread1);
        Thread threadB = new Thread(thread1);
        threadA.start();
        threadB.start();
    }
}
class Thread1 implements Runnable{
    private Integer ticket = 100;
    public void run(){
        synchronized (ticket) {
            while ((ticket--) >0) {
                System.out.println("窗口"+Thread.currentThread().getName()+"卖票，当前票的数量为"+ticket);
            }
        }
    }
}
计算结果：  这样就能够按照我们预定的顺序进行程序输出了。

但是我们需要注意以下问题：　　第一：我们设置了synchronized代码块，那么想要访问这段代码块的线程就会被阻塞。

　　第二： 同样我们应该注意一个问题，我们获取到的锁是对象锁，那么如果在Thread类中存在多个synchronized方法，并且我们获取的对象的锁就是Thread类，那么只要有一个线程获取到了对象锁，那么另外的synchronized方法讲会被阻塞。

二： synchronized方法：  与上面类似，语法如下： public void synchronized test();

　3.　Object类中与线程锁相关的方法：

A.　　wait方法： 首先我们知道wait方法使当前线程释放对象锁，让其他线程可以获取对象锁进入同步代码块。并且将当前线程放入到对象等待池。

B.       notify与notifyAll方法： 在当前线程中调用notify方法，则可以唤醒等待对象锁的线程执行。但是需要注意一点，如果对象等待池中存在很多线程，我们调用notifyAll方法的话，选择线程是随机的。

　　我们在使用的时候还应该注意一个问题，使用这些方法都必须在获取对象锁的代码块或者方法中使用。

　　综合例子：

public class ThreadTest {
    public static Integer temp = 0;
    public static void main(String[] args) throws InterruptedException{
        ThreadA threadA = new ThreadA();
        ThreadB threadB =new ThreadB();
        threadA.start();
        threadB.start();
    }
}
class ThreadA extends Thread{
    public void run() {
        synchronized (ThreadTest.temp) {
            for(int i=0;i<5;i++){
                System.out.println(Thread.currentThread().getName()+"输出"+i);
                if(i== 3)
                    try {
                        System.out.println("线程调用wait方法");
                        ThreadTest.temp.wait();
                    } catch (InterruptedException e) {
                        // TODO Auto-generated catch block
                        e.printStackTrace();
                    }
            }
        }
    }
}
class ThreadB extends Thread{
    public void run() {
        synchronized (ThreadTest.temp) {
            for(int i = 0;i<5;i++){
                System.out.println(Thread.currentThread().getName()+"输出"+i);
                if(i==4){
                    System.out.println(Thread.currentThread().getName()+"结束");
                    System.out.println("线程调用notify方法");
                    ThreadTest.temp.notify();
                }
            }
        }
    }
}
输出结果：

Thread-0输出0
Thread-0输出1
Thread-0输出2
Thread-0输出3
线程调用wait方法
Thread-1输出0
Thread-1输出1
Thread-1输出2
Thread-1输出3
Thread-1输出4
Thread-1结束
线程调用notify方法
Thread-0输出4

　　

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