java并發編程學習7--同步--synchronized關鍵字

zzzmh 發布于2019-08-15 13:26 / 553人閱讀

摘要：如果兩個線程存取相同的對象，并且每一個線程都調用一個修改該對象狀態的方法，根據線程訪問數據的順序，可能會出現錯誤的數據結果，這種現象成為條件競爭。而問題往往就是有多個線程同時在執行步驟。內部鎖有如下的特點不能中斷正在試圖獲得鎖的線程。

【條件競爭

在多線程的開發中，兩個及其以上的線程需要共享統一數據的存取。如果兩個線程存取相同的對象，并且每一個線程都調用一個修改該對象狀態的方法，根據線程訪問數據的順序，可能會出現錯誤的數據結果，這種現象成為條件競爭。因為修改對象狀態的方法并不是一個原子操作，通常步驟是：

1. 讀取當前狀態值到線程工作內存。
2. 在線程工作內存中修改狀態值。
3. 將修改后的狀態值重新寫入主內存。

而問題往往就是有多個線程同時在執行步驟2。

【有兩種機制代碼受并發訪問的干擾

synchronized關鍵字。

Reentrantlock類。

【synchronized關鍵字

java中每個對象都有一個內部鎖。如果一個方法是用synchronized關鍵字修聲明的，那么對象的鎖將保護整個方法，也就是說要調用該方法，線程必須獲得對象內部鎖。內部鎖有如下的特點：

不能中斷正在試圖獲得鎖的線程。

試圖獲得鎖不能設置超時時間。

只有一個條件：要么獲得，要么等待，沒有粒度更細的控制。

【多個線程修改同一個對象造成數據失誤

public class Sync {

    private int value;

    void add(){
        this.value ++;
    }
    int getValue(){
        return this.value;
    }

    public static void main(String[] args) {
        for (int i = 0; i <30 ; i++) {
            Sync s = new Sync();
            List cfs = new ArrayList<>();
            cfs.add(CompletableFuture.runAsync(() -> s.add()));
            cfs.add(CompletableFuture.runAsync(() -> s.add()));
            cfs.add(CompletableFuture.runAsync(() -> s.add()));
            //等待子線程執行完畢
            CompletableFuture.allOf(cfs.toArray(new CompletableFuture[cfs.size()])).join();
            System.out.println(s.getValue());
        }
    }
}

現在使用synchronized關鍵字修飾add()看看：數據正常。

【注意

如果我們在同步的時候需要判斷，切記將條件判斷放在同步代碼塊之中，如果在外部判斷，很有可能出現：

1. 第一個線程通過條件判斷
2. 第二個線程獲得cpu，并修改了共享對象
3. 第一個線程再次獲得cpu此時已經不滿足條件，但是代碼在向下執行，于是出現異常的情況。

例如轉賬的例子:

public class Account {
    //賬戶金額
    private int amount;

    public Account(int amount){
        this.amount = amount;
    }

    //轉賬
    public synchronized void trans(Account to,int value){
        //條件判斷處于同步代碼中！！！！！！
        if(amount - value < 0){
            throw new RuntimeException("錢不夠了！");
        }
        this.amount -= value;
        to.addAmount(value);
        System.out.println("轉賬成功");
    }

    public void addAmount(int amount){
        this.amount += amount;
    }
    public int getAmount(){
        return this.amount;
    }

    public static void main(String[] args) {
        Account from = new Account(100);
        Account to1 = new Account(0);
        Account to2 = new Account(0);
        List cfs = new ArrayList<>();
        cfs.add(CompletableFuture.runAsync(() -> from.trans(to1,100)));
        cfs.add(CompletableFuture.runAsync(() -> from.trans(to2,100)));
        CompletableFuture.allOf(cfs.toArray(new CompletableFuture[cfs.size()])).join();
        System.out.println(from.getAmount());
        System.out.println(to1.getAmount());
        System.out.println(to2.getAmount());
    }
}

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