Java多线程的同步与死锁

2024-08-28 16:08
文章标签 java 多线程 同步 死锁

本文主要是介绍Java多线程的同步与死锁,希望对大家解决编程问题提供一定的参考价值,需要的开发者们随着小编来一起学习吧!

 知识要点:

了解线程同步的作用

了解同步代码块以及同步方法的使用

了解死锁的产生

在多线程开发中,同步与死锁是至关重要的需要掌握以下几点:

1、哪里需要同步

2、如何实现同步

3、以及实现同步之后会有哪些副作用。

问题的引出

以卖火车票为例,不管在哪个地方买火车票,最终一趟列车的车票数量是固定的,如果将多个售票点理解为线程的话,则所有线程应该共同拥有同一份票数。
class MyThread implements Runnable{private int ticket = 5 ;	// 假设一共有5张票public void run(){for(int i=0;i<100;i++){if(ticket>0){	// 还有票try{Thread.sleep(300) ;	// 加入延迟}catch(InterruptedException e){e.printStackTrace() ;}System.out.println("卖票:ticket = " + ticket-- );}}}
};
public class SyncDemo01{public static void main(String args[]){MyThread mt = new MyThread() ;	// 定义线程对象Thread t1 = new Thread(mt) ;	// 定义Thread对象Thread t2 = new Thread(mt) ;	// 定义Thread对象Thread t3 = new Thread(mt) ;	// 定义Thread对象t1.start() ;t2.start() ;t3.start() ;}
};

从程序的执行结果看,卖出的票数成了负数,程序代码出了问题。
程序的问题:
从运行的结果可以发现,程序中加入了延迟操作,所以在运行的最后出现了负数的情况,那么为什么会出现这种情况呢?
从上面的操作代码可以发现对于票数的操作步骤如下:
1、判断票数是否大于0,大于0则表示还有票可以卖。
2、如果票数大于0,则卖票出去。
但是,在上面的操作代码中,第1步和第2步之间加入了延迟操作,那么一个线程就有可能在还没有对票数进行减操作之前其他线程就已经将票数减少了,这样一来就会出现票数为负的情况。
问题的解决:
如果想解决这样的问题就必须使用同步,所谓的同步就是指多个操作在同一个时间段内只能有一个线程执行,其他线程要等待此线程完成之后才能继续执行。

使用同步问题

想解决资源共享的同步操作问题,可以使用同步代码块和同步方法两种方式完成。
已知代码块分为四种:
普通代码块:是直接定义在方法之中的。
构造块:是直接定义在类中的,优先于构造方法执行,重复调用。
静态块:是使用static关键字声明的,优先于构造块执行,只执行一次。
同步代码块:使用synchronized关键字声明的代码块,称为同步代码块。

同步代码块:
在代码块上加上"synchronized"关键字的话,则此代码块就称为同步代码块。
同步代码块格式:
synchronized(同步对象){
     需要同步的代码
}

同步的时候必须指明同步的对象,一般情况下会将当前对象作为同步对象,使用this表示。
class MyThread implements Runnable{private int ticket = 5 ;	// 假设一共有5张票public void run(){for(int i=0;i<100;i++){synchronized(this){	// 要对当前对象进行同步if(ticket>0){	// 还有票try{Thread.sleep(300) ;	// 加入延迟}catch(InterruptedException e){e.printStackTrace() ;}System.out.println("卖票:ticket = " + ticket-- );}}}}
};
public class SyncDemo02{public static void main(String args[]){MyThread mt = new MyThread() ;	// 定义线程对象Thread t1 = new Thread(mt) ;	// 定义Thread对象Thread t2 = new Thread(mt) ;	// 定义Thread对象Thread t3 = new Thread(mt) ;	// 定义Thread对象t1.start() ;t2.start() ;t3.start() ;}
};


从运行的结果可以发现,加入了同步操作,所以不会产生负数的情况,但是程序的执行效率明显降低很多。

同步方法:
除了可以将需要的代码设置成同步代码块之外,也可以使用synchronized关键字将一个方法声明成同步方法。
同步方法定义格式:
synchronized 方法返回值 方法名称(参数列表){   }
具体代码如下:
class MyThread implements Runnable{private int ticket = 5 ;	// 假设一共有5张票public void run(){for(int i=0;i<100;i++){this.sale() ;	// 调用同步方法}}public synchronized void sale(){	// 声明同步方法if(ticket>0){	// 还有票try{Thread.sleep(300) ;	// 加入延迟}catch(InterruptedException e){e.printStackTrace() ;}System.out.println("卖票:ticket = " + ticket-- );}}
};
public class SyncDemo03{public static void main(String args[]){MyThread mt = new MyThread() ;	// 定义线程对象Thread t1 = new Thread(mt) ;	// 定义Thread对象Thread t2 = new Thread(mt) ;	// 定义Thread对象Thread t3 = new Thread(mt) ;	// 定义Thread对象t1.start() ;t2.start() ;t3.start() ;}
};

  所谓的同步就是同样的操作在同一时间段内只能由一个线程进行访问。同步通常用于多个线程同时共享同一资源时。 
过多的同步会导致线程死锁。
具体代码如下所示:
class Zhangsan{	// 定义张三类public void say(){System.out.println("张三对李四说:“你给我画,我就把书给你。”") ;}public void get(){System.out.println("张三得到画了。") ;}
};
class Lisi{	// 定义李四类public void say(){System.out.println("李四对张三说:“你给我书,我就把画给你”") ;}public void get(){System.out.println("李四得到书了。") ;}
};
public class ThreadDeadLock implements Runnable{private static Zhangsan zs = new Zhangsan() ;		// 实例化static型对象private static Lisi ls = new Lisi() ;		// 实例化static型对象private boolean flag = false ;	// 声明标志位,判断那个先说话public void run(){	// 覆写run()方法if(flag){synchronized(zs){	// 同步张三zs.say() ;try{Thread.sleep(500) ;}catch(InterruptedException e){e.printStackTrace() ;}synchronized(ls){zs.get() ;}}}else{synchronized(ls){ls.say() ;try{Thread.sleep(500) ;}catch(InterruptedException e){e.printStackTrace() ;}synchronized(zs){ls.get() ;}}}}public static void main(String args[]){ThreadDeadLock t1 = new ThreadDeadLock() ;		// 控制张三ThreadDeadLock t2 = new ThreadDeadLock() ;		// 控制李四t1.flag = true ;t2.flag = false ;Thread thA = new Thread(t1) ;Thread thB = new Thread(t2) ;thA.start() ;thB.start() ;}
};

可以发现线程会因为相互等待而造成死锁。

这篇关于Java多线程的同步与死锁的文章就介绍到这儿,希望我们推荐的文章对编程师们有所帮助!



http://www.chinasem.cn/article/1115243

相关文章

Spring Security常见问题及解决方案

《SpringSecurity常见问题及解决方案》SpringSecurity是Spring生态的安全框架,提供认证、授权及攻击防护,支持JWT、OAuth2集成,适用于保护Spring应用,需配置... 目录Spring Security 简介Spring Security 核心概念1. ​Securit

SpringBoot+EasyPOI轻松实现Excel和Word导出PDF

《SpringBoot+EasyPOI轻松实现Excel和Word导出PDF》在企业级开发中,将Excel和Word文档导出为PDF是常见需求,本文将结合​​EasyPOI和​​Aspose系列工具实... 目录一、环境准备与依赖配置1.1 方案选型1.2 依赖配置(商业库方案)二、Excel 导出 PDF

SpringBoot改造MCP服务器的详细说明(StreamableHTTP 类型)

《SpringBoot改造MCP服务器的详细说明(StreamableHTTP类型)》本文介绍了SpringBoot如何实现MCPStreamableHTTP服务器,并且使用CherryStudio... 目录SpringBoot改造MCP服务器(StreamableHTTP)1 项目说明2 使用说明2.1

spring中的@MapperScan注解属性解析

《spring中的@MapperScan注解属性解析》@MapperScan是Spring集成MyBatis时自动扫描Mapper接口的注解,简化配置并支持多数据源,通过属性控制扫描路径和过滤条件,利... 目录一、核心功能与作用二、注解属性解析三、底层实现原理四、使用场景与最佳实践五、注意事项与常见问题六

Spring的RedisTemplate的json反序列泛型丢失问题解决

《Spring的RedisTemplate的json反序列泛型丢失问题解决》本文主要介绍了SpringRedisTemplate中使用JSON序列化时泛型信息丢失的问题及其提出三种解决方案,可以根据性... 目录背景解决方案方案一方案二方案三总结背景在使用RedisTemplate操作redis时我们针对

Java中Arrays类和Collections类常用方法示例详解

《Java中Arrays类和Collections类常用方法示例详解》本文总结了Java中Arrays和Collections类的常用方法,涵盖数组填充、排序、搜索、复制、列表转换等操作,帮助开发者高... 目录Arrays.fill()相关用法Arrays.toString()Arrays.sort()A

Spring Boot Maven 插件如何构建可执行 JAR 的核心配置

《SpringBootMaven插件如何构建可执行JAR的核心配置》SpringBoot核心Maven插件,用于生成可执行JAR/WAR,内置服务器简化部署,支持热部署、多环境配置及依赖管理... 目录前言一、插件的核心功能与目标1.1 插件的定位1.2 插件的 Goals(目标)1.3 插件定位1.4 核

如何使用Lombok进行spring 注入

《如何使用Lombok进行spring注入》本文介绍如何用Lombok简化Spring注入,推荐优先使用setter注入,通过注解自动生成getter/setter及构造器,减少冗余代码,提升开发效... Lombok为了开发环境简化代码,好处不用多说。spring 注入方式为2种,构造器注入和setter

使用zip4j实现Java中的ZIP文件加密压缩的操作方法

《使用zip4j实现Java中的ZIP文件加密压缩的操作方法》本文介绍如何通过Maven集成zip4j1.3.2库创建带密码保护的ZIP文件,涵盖依赖配置、代码示例及加密原理,确保数据安全性,感兴趣的... 目录1. zip4j库介绍和版本1.1 zip4j库概述1.2 zip4j的版本演变1.3 zip4

Java堆转储文件之1.6G大文件处理完整指南

《Java堆转储文件之1.6G大文件处理完整指南》堆转储文件是优化、分析内存消耗的重要工具,:本文主要介绍Java堆转储文件之1.6G大文件处理的相关资料,文中通过代码介绍的非常详细,需要的朋友可... 目录前言文件为什么这么大?如何处理这个文件?分析文件内容(推荐)删除文件(如果不需要)查看错误来源如何避