摘要:當(dāng)多個(gè)線程訪問(wèn)實(shí)例時(shí),每個(gè)線程維護(hù)提供的獨(dú)立的變量副本。而則從另一個(gè)角度來(lái)解決多線程的并發(fā)訪問(wèn)。在執(zhí)行同步代碼塊的過(guò)程中,遇到異常而導(dǎo)致線程終止。在執(zhí)行同步代碼塊的過(guò)程中,其他線程執(zhí)行了當(dāng)前對(duì)象的方法,當(dāng)前線程被暫停,但不會(huì)釋放鎖。
一、Thread.start()與Thread.run()的區(qū)別
通過(guò)調(diào)用Thread類的start()方法來(lái)啟動(dòng)一個(gè)線程,這時(shí)此線程是處于就緒狀態(tài),并沒(méi)有運(yùn)行。然后通過(guò)此Thread類調(diào)用方法run()來(lái)完成其運(yùn)行操作的,這里方法run()稱為線程體,它包含了要執(zhí)行的這個(gè)線程的內(nèi)容,Run方法運(yùn)行結(jié)束,此線程終止,而CPU再運(yùn)行其它線程。
而如果直接用Run方法,這只是調(diào)用一個(gè)方法而已,程序中依然只有“主線程”這一個(gè)線程,并沒(méi)有開(kāi)辟新線程,其程序執(zhí)行路徑還是只有一條,這樣就沒(méi)有達(dá)到寫線程的目的。
測(cè)試代碼如下
代碼如下:
public class MyThread implements Runnable {
public void run() {
System.err.println(Thread.currentThread().getName());
}
public static void main(String[] args) {
MyThread thread = new MyThread();
Thread t1 = new Thread(thread, "Thread-1");
Thread t2 = new Thread(thread, "Thread-2");
t1.run();
t2.run();
}
}
輸出結(jié)果為
當(dāng)前進(jìn)程為:main
當(dāng)前進(jìn)程為:main
改為用start方法:
代碼如下:
package thread;
public class MyThread implements Runnable {
public void run() {
System.err.println(">>當(dāng)前進(jìn)程為:"+Thread.currentThread().getName());
}
public static void main(String[] args) {
MyThread thread = new MyThread();
Thread t1 = new Thread(thread, "Thread-1");
Thread t2 = new Thread(thread, "Thread-2");
t1.start();
t2.start();
}
}
結(jié)果為:
當(dāng)前進(jìn)程為:Thread-1
當(dāng)前進(jìn)程為:Thread-2
二、ThreadLocal類詳解
ThreadLocal很容易讓人望文生義,想當(dāng)然地認(rèn)為是一個(gè)“本地線程”。其實(shí),ThreadLocal并不是一個(gè)Thread,而是Thread的局部變量,也許把它命名為ThreadLocalVariable更容易讓人理解一些。當(dāng)使用ThreadLocal維護(hù)變量時(shí),ThreadLocal為每個(gè)使用該變量的線程提供獨(dú)立的變量副本,所以每一個(gè)線程都可以獨(dú)立地改變自己的副本,而不會(huì)影響其它線程所對(duì)應(yīng)的副本。
下面是線程局部變量(ThreadLocal variables)的關(guān)鍵點(diǎn):
一個(gè)線程局部變量(ThreadLocal variables)為每個(gè)線程方便地提供了一個(gè)多帶帶的變量。在多個(gè)線程操作該變量時(shí)候能夠互不影響,因?yàn)槊總€(gè)線程操作的實(shí)際上是改變量的副本。ThreadLocal實(shí)例通常作為靜態(tài)的私有的(private static)字段出現(xiàn)在一個(gè)類中,這個(gè)類用來(lái)關(guān)聯(lián)線程。當(dāng)多個(gè)線程訪問(wèn)ThreadLocal實(shí)例時(shí),每個(gè)線程維護(hù)ThreadLocal提供的獨(dú)立的變量副本。
下面是測(cè)試代碼,用于測(cè)試:作用于一個(gè)對(duì)象上面的三個(gè)線程來(lái)操作同一個(gè)ThreadLoacl對(duì)象(integer 類型),看是否會(huì)出現(xiàn)臟讀等現(xiàn)象:
代碼如下:
public class Test implements Runnable {
private static ThreadLocal
public void run() {
num.set(0);
for (int i = 0; i < 3; i++) {
num.set(num.get() + 1);
System.out.println(Thread.currentThread().getName() + ":num="
num.get());
}
}
public static void main(String[] args) {
Test test = new Test();
Thread t1 = new Thread(test, "Thread-1");
Thread t2 = new Thread(test, "Thread-2");
Thread t3 = new Thread(test, "Thread-3");
t1.start();
t2.start();
t3.start();
}
}
運(yùn)行結(jié)果如下:
Thread-3:num=1
Thread-2:num=1
Thread-1:num=1
Thread-2:num=2
Thread-3:num=2
Thread-2:num=3
Thread-1:num=2
Thread-1:num=3
Thread-3:num=3
從上面可以看出,完全沒(méi)有出現(xiàn)臟讀等的現(xiàn)象,因此ThreadLocal線程安全。
常用的使用:當(dāng)DAO類作為一個(gè)單例類時(shí),數(shù)據(jù)庫(kù)鏈接(connection)被每一個(gè)線程獨(dú)立的維護(hù),互不影響。
可以用來(lái)控制session的創(chuàng)建和使用,如下ThreadLocal
ThreadLoacal與同步機(jī)制的比較:
1、在同步機(jī)制中,通過(guò)對(duì)象的鎖機(jī)制保證同一時(shí)間只有一個(gè)線程訪問(wèn)變量。這時(shí)該變量是多個(gè)線程共享的,使用同步機(jī)制要求程序慎密地分析什么時(shí)候?qū)ψ兞窟M(jìn)行讀寫,什么時(shí)候需要鎖定某個(gè)對(duì)象,什么時(shí)候釋放對(duì)象鎖等繁雜的問(wèn)題,程序設(shè)計(jì)和編寫難度相對(duì)較大。
2、而ThreadLocal則從另一個(gè)角度來(lái)解決多線程的并發(fā)訪問(wèn)。ThreadLocal會(huì)為每一個(gè)線程提供一個(gè)獨(dú)立的變量副本,從而隔離了多個(gè)線程對(duì)數(shù)據(jù)的訪問(wèn)沖突。因?yàn)槊恳粋€(gè)線程都擁有自己的變量副本,從而也就沒(méi)有必要對(duì)該變量進(jìn)行同步了。ThreadLocal提供了線程安全的共享對(duì)象,在編寫多線程代碼時(shí),可以把不安全的變量封裝進(jìn)ThreadLocal。
3、概括起來(lái)說(shuō),對(duì)于多線程資源共享的問(wèn)題,同步機(jī)制采用了“以時(shí)間換空間”的方式,而ThreadLocal采用了“以空間換時(shí)間”的方式。前者僅提供一份變量,讓不同的線程排隊(duì)訪問(wèn),而后者為每一個(gè)線程都提供了一份變量,因此可以同時(shí)訪問(wèn)而互不影響。
三、InvalidMonitorStateException異常
調(diào)用wait()/notify()/notifyAll()中的任何一個(gè)方法時(shí),如果當(dāng)前線程沒(méi)有獲得該對(duì)象的鎖,那么就會(huì)拋出IllegalMonitorStateException的異常(也就是說(shuō)程序在沒(méi)有執(zhí)行對(duì)象的任何同步塊或者同步方法時(shí),仍然嘗試調(diào)用wait()/notify()/notifyAll()時(shí))。由于該異常是RuntimeExcpetion的子類,所以該異常不一定要捕獲(盡管你可以捕獲只要你愿意).作為RuntimeException,此類異常不會(huì)在wait(),notify(),notifyAll()的方法簽名提及。
如下代碼,劃線的部分會(huì)發(fā)生該異常,因?yàn)闆](méi)有對(duì)該對(duì)象執(zhí)行同步操作。
代碼如下:
public class Common implements Runnable { public synchronized void method1() throws InterruptedException { Thread.sleep(1000); System.out.println("Method 1 called"); Thread.sleep(1000); System.out.println("Method 1 done"); } public synchronized void method2() throws InterruptedException { Thread.sleep(1000); System.err.println("Method 2 called"); Thread.sleep(1000); System.err.println("Method 2 done"); } public void run() { System.out.println("Running " + Thread.currentThread().getName()); try { if (Thread.currentThread().getName().equals("Thread-1")) { this.wait(1000); method1(); } else { method2(); notifyAll(); } } catch (Exception e) { e.printStackTrace(); } } public static void main(String[] args) throws InterruptedException { Common c = new Common(); Thread t1 = new Thread(c, "Thread-1"); Thread t2 = new Thread(c, "Thread-2"); t1.start(); t2.start(); } }
改為一下代碼,劃線部分:
代碼如下:
public class Common implements Runnable { public synchronized void method1() throws InterruptedException { Thread.sleep(1000); System.out.println("Method 1 called"); Thread.sleep(1000); System.out.println("Method 1 done"); } public synchronized void method2() throws InterruptedException { Thread.sleep(1000); System.err.println("Method 2 called"); Thread.sleep(1000); System.err.println("Method 2 done"); } public void run() { System.out.println("Running " + Thread.currentThread().getName()); try { if (Thread.currentThread().getName().equals("Thread-1")) { synchronized(this){ this.wait(1000); } method1(); } else { method2(); synchronized (this) { notifyAll(); } } } catch (Exception e) { e.printStackTrace(); } } public static void main(String[] args) throws InterruptedException { Common c = new Common(); Thread t1 = new Thread(c, "Thread-1"); Thread t2 = new Thread(c, "Thread-2"); t1.start(); t2.start(); } }
四、sleep()和wait()和suspend()的區(qū)別
區(qū)別一:
sleep是Thread類的方法,是線程用來(lái)控制自身流程的,比如有一個(gè)要報(bào)時(shí)的線程,每一秒中打印出一個(gè)時(shí)間,那么我就需要在print方法前面加上一個(gè)sleep讓自己每隔一秒執(zhí)行一次。就像個(gè)鬧鐘一樣。 sleep() 指示當(dāng)前線程暫停執(zhí)行指定時(shí)間,把執(zhí)行機(jī)會(huì)讓給其他線程,但是監(jiān)控狀態(tài)依然保持,到時(shí)后會(huì)自動(dòng)恢復(fù)。調(diào)用sleep不會(huì)釋放對(duì)象鎖。
wait是Object類的方法,用來(lái)線程間的通信,這個(gè)方法會(huì)使當(dāng)前擁有該對(duì)象鎖的線程等待,直到其他線程調(diào)用notify方法時(shí)再醒來(lái),不過(guò)你也可以給它指定一個(gè)時(shí)間,自動(dòng)醒來(lái)。這個(gè)方法主要是用在不同線程之間的調(diào)度。對(duì)象調(diào)用wait()方法導(dǎo)致本線程放棄對(duì)象鎖,進(jìn)入等待此對(duì)象的等待鎖定池,只有針對(duì)此對(duì)象發(fā)出notify方法(或notifyAll)后本線程才進(jìn)入對(duì)象鎖定池準(zhǔn)備獲得對(duì)象鎖進(jìn)入運(yùn)行狀態(tài)。
區(qū)別二 :
調(diào)用wait方法會(huì)釋放當(dāng)前線程的鎖,其實(shí)線程間的通信是靠對(duì)象來(lái)管理的,所有操作一個(gè)對(duì)象的線程是這個(gè)對(duì)象通過(guò)自己的wait方法來(lái)管理的。就好像這個(gè)對(duì)象是電視機(jī),三個(gè)人是三個(gè)線程,那么電視機(jī)的遙控器就是這個(gè)鎖,假如現(xiàn)在A拿著遙控器,電視機(jī)調(diào)用wait方法,那么A就交出自己的遙控器,由jVM虛擬機(jī)調(diào)度,遙控器該交給誰(shuí)。
調(diào)用sleep方法不會(huì)釋放鎖,因?yàn)閟leep()是一個(gè)線程用于管理自己的方法,不涉及線程通信。還是上面的例子,如果A拿遙控器的期間,他可以用自己的sleep每隔十分鐘調(diào)一次臺(tái),而在他調(diào)臺(tái)休息的十分鐘期間,遙控器還在他的手上,其他人無(wú)法獲得遙控器。
suspend() 方法容易發(fā)生死鎖。調(diào)用suspend()的時(shí)候,目標(biāo)線程會(huì)停下來(lái),但卻仍然持有在這之前獲得的鎖。此時(shí),其他任何線程都不能訪問(wèn)鎖定的資源,除非被"掛起"的線程恢復(fù)運(yùn)行。對(duì)任何線程來(lái)說(shuō),如果它們想恢復(fù)目標(biāo)線程,同時(shí)又試圖使用任何一個(gè)鎖定的資源,就會(huì)造成死鎖
在以下情況下,持有鎖的線程會(huì)釋放鎖:
執(zhí)行完同步代碼塊。
在執(zhí)行同步代碼塊的過(guò)程中,遇到異常而導(dǎo)致線程終止。
在執(zhí)行同步代碼塊的過(guò)程中,執(zhí)行了鎖所屬對(duì)象的wait()方法,這個(gè)線程會(huì)釋放鎖,進(jìn)行對(duì)象的等待池。
在以下情況下,線程雖然停止執(zhí)行,但是線程不會(huì)釋放鎖:
在執(zhí)行同步代碼塊的過(guò)程中,執(zhí)行了Thread.sleep()方法,當(dāng)前線程放棄CPU,開(kāi)始睡眠,在睡眠中不會(huì)釋放鎖。
在執(zhí)行同步代碼塊的過(guò)程中,執(zhí)行了Thread.yield()方法,當(dāng)前線程放棄CPU,但不會(huì)釋放鎖。
在執(zhí)行同步代碼塊的過(guò)程中,其他線程執(zhí)行了當(dāng)前對(duì)象的suspend()方法,當(dāng)前線程被暫停,但不會(huì)釋放鎖。
五、在靜態(tài)方法上使用同步
JAVA只識(shí)別兩種類型的鎖:對(duì)象鎖和類鎖。
同步靜態(tài)方法時(shí)會(huì)獲取該類的"Class”對(duì)象,所以當(dāng)一個(gè)線程進(jìn)入同步的靜態(tài)方法中時(shí),線程監(jiān)視器獲取類本身的鎖,對(duì)整個(gè)類加鎖,其它線程不能進(jìn)入這個(gè)類的任何靜態(tài)同步方法。它不像實(shí)例方法,因?yàn)槎鄠€(gè)線程可以同時(shí)訪問(wèn)不同實(shí)例同步實(shí)例方法。測(cè)試代碼如下:
代碼如下:
public class Common implements Runnable { public synchronized static void method1() throws InterruptedException { Thread.sleep(1000); System.out.println("Method 1 called"); Thread.sleep(1000); System.out.println("Method 1 done"); } public synchronized static void method2() throws InterruptedException { Thread.sleep(1000); System.err.println("Method 2 called"); Thread.sleep(1000); System.err.println("Method 2 done"); } public void run() { System.out.println("Running " + Thread.currentThread().getName()); try { if (Thread.currentThread().getName().equals("Thread-1")) { method1(); } else { method2(); // Thread.currentThread().notify(); } } catch (Exception e) { e.printStackTrace(); } } public static void main(String[] args) throws InterruptedException { //以下代碼創(chuàng)建了不同的對(duì)象上的不同線程,用來(lái)測(cè)試對(duì)于同一個(gè)類,會(huì)不會(huì)有鎖 Common c1 = new Common(); Common c2 = new Common(); Thread t1 = new Thread(c1, "Thread-1"); Thread t2 = new Thread(c2, "Thread-2"); t1.start(); t2.start(); } }
執(zhí)行結(jié)果如下:
Running Thread-2
Running Thread-1
Method 2 called
Method 2 done
Method 1 called
Method 1 done
六、在一個(gè)對(duì)象上兩個(gè)線程可以在同一時(shí)間分別調(diào)用兩個(gè)不同的同步實(shí)例方法嗎?
不能,因?yàn)橐粋€(gè)對(duì)象已經(jīng)同步了實(shí)例方法,線程獲取了對(duì)象的對(duì)象鎖。所以只有執(zhí)行完該方法釋放對(duì)象鎖后才能執(zhí)行其它同步方法。測(cè)試代碼如下:
代碼如下:
public class Common implements Runnable { public synchronized void method1() throws InterruptedException { Thread.sleep(1000); System.out.println("Method 1 called"); Thread.sleep(1000); System.out.println("Method 1 done"); } public synchronized void method2() throws InterruptedException { Thread.sleep(1000); System.err.println("Method 2 called"); Thread.sleep(1000); System.err.println("Method 2 done"); } public void run() { System.out.println("Running " + Thread.currentThread().getName()); try { if (Thread.currentThread().getName().equals("Thread-1")) { method1(); } else { method2(); // Thread.currentThread().notify(); } } catch (Exception e) { e.printStackTrace(); } } public static void main(String[] args) throws InterruptedException { Common c = new Common(); Thread t1 = new Thread(c, "Thread-1"); Thread t2 = new Thread(c, "Thread-2"); t1.start(); t2.start(); //以下代碼作為對(duì)比,創(chuàng)建不同的對(duì)象,則就不會(huì)受對(duì)象鎖的干擾了 //Common c1 = new Common(); //Common c2 = new Common(); //c1.start(); //c2.start(); } }
執(zhí)行結(jié)果如下:
Running Thread-1
Running Thread-2
Method 1 called
Method 1 done
Method 2 called
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