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 Boot集成Druid实现数据源管理与监控的详细步骤

《SpringBoot集成Druid实现数据源管理与监控的详细步骤》本文介绍如何在SpringBoot项目中集成Druid数据库连接池,包括环境搭建、Maven依赖配置、SpringBoot配置文件... 目录1. 引言1.1 环境准备1.2 Druid介绍2. 配置Druid连接池3. 查看Druid监控

Java中读取YAML文件配置信息常见问题及解决方法

《Java中读取YAML文件配置信息常见问题及解决方法》:本文主要介绍Java中读取YAML文件配置信息常见问题及解决方法,本文给大家介绍的非常详细,对大家的学习或工作具有一定的参考借鉴价值,需要... 目录1 使用Spring Boot的@ConfigurationProperties2. 使用@Valu

创建Java keystore文件的完整指南及详细步骤

《创建Javakeystore文件的完整指南及详细步骤》本文详解Java中keystore的创建与配置,涵盖私钥管理、自签名与CA证书生成、SSL/TLS应用,强调安全存储及验证机制,确保通信加密和... 目录1. 秘密键(私钥)的理解与管理私钥的定义与重要性私钥的管理策略私钥的生成与存储2. 证书的创建与

浅析Spring如何控制Bean的加载顺序

《浅析Spring如何控制Bean的加载顺序》在大多数情况下,我们不需要手动控制Bean的加载顺序,因为Spring的IoC容器足够智能,但在某些特殊场景下,这种隐式的依赖关系可能不存在,下面我们就来... 目录核心原则:依赖驱动加载手动控制 Bean 加载顺序的方法方法 1:使用@DependsOn(最直

SpringBoot中如何使用Assert进行断言校验

《SpringBoot中如何使用Assert进行断言校验》Java提供了内置的assert机制,而Spring框架也提供了更强大的Assert工具类来帮助开发者进行参数校验和状态检查,下... 目录前言一、Java 原生assert简介1.1 使用方式1.2 示例代码1.3 优缺点分析二、Spring Fr

java使用protobuf-maven-plugin的插件编译proto文件详解

《java使用protobuf-maven-plugin的插件编译proto文件详解》:本文主要介绍java使用protobuf-maven-plugin的插件编译proto文件,具有很好的参考价... 目录protobuf文件作为数据传输和存储的协议主要介绍在Java使用maven编译proto文件的插件

Java中的数组与集合基本用法详解

《Java中的数组与集合基本用法详解》本文介绍了Java数组和集合框架的基础知识,数组部分涵盖了一维、二维及多维数组的声明、初始化、访问与遍历方法,以及Arrays类的常用操作,对Java数组与集合相... 目录一、Java数组基础1.1 数组结构概述1.2 一维数组1.2.1 声明与初始化1.2.2 访问

Javaee多线程之进程和线程之间的区别和联系(最新整理)

《Javaee多线程之进程和线程之间的区别和联系(最新整理)》进程是资源分配单位,线程是调度执行单位,共享资源更高效,创建线程五种方式:继承Thread、Runnable接口、匿名类、lambda,r... 目录进程和线程进程线程进程和线程的区别创建线程的五种写法继承Thread,重写run实现Runnab

Java 方法重载Overload常见误区及注意事项

《Java方法重载Overload常见误区及注意事项》Java方法重载允许同一类中同名方法通过参数类型、数量、顺序差异实现功能扩展,提升代码灵活性,核心条件为参数列表不同,不涉及返回类型、访问修饰符... 目录Java 方法重载(Overload)详解一、方法重载的核心条件二、构成方法重载的具体情况三、不构

Java通过驱动包(jar包)连接MySQL数据库的步骤总结及验证方式

《Java通过驱动包(jar包)连接MySQL数据库的步骤总结及验证方式》本文详细介绍如何使用Java通过JDBC连接MySQL数据库,包括下载驱动、配置Eclipse环境、检测数据库连接等关键步骤,... 目录一、下载驱动包二、放jar包三、检测数据库连接JavaJava 如何使用 JDBC 连接 mys