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1. 观察线程不安全
2. 线程安全的概念
3. 线程不安全的原因
4. 解决之前的线程不安全问题
5. synchronized 关键字 - 监视器锁 monitor lock
5.1 synchronized 的特性
5.2 synchronized 使⽤⽰例 1. 观察线程不安全
package thread;
public class ThreadDemo19 {p…
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1. 观察线程不安全
2. 线程安全的概念
3. 线程不安全的原因
4. 解决之前的线程不安全问题
5. synchronized 关键字 - 监视器锁 monitor lock
5.1 synchronized 的特性
5.2 synchronized 使⽤⽰例 1. 观察线程不安全
package thread;
public class ThreadDemo19 {private static int count 0;public static void main(String[] args) throws InterruptedException {//创建两个线程,每个线程都针对上面的count变量循环自增5w次Thread t1 new Thread(()- {for(int i 0; i50000; i) {count;}});Thread t2 new Thread(()- {for(int i 0; i50000; i) {count;}});t1.start();t2.start();t1.join();t2.join();System.out.println(count);}
}
执行上面的代码,我们发现结果并不是100000, 并且多次运行, 每次的结果都有所不同: 这就是线程不安全的一个例子.
2. 线程安全的概念
想给出⼀个线程安全的确切定义是复杂的但我们可以这样认为 如果多线程环境下代码运⾏的结果是符合我们预期的即在单线程环境应该的结果则说这个程序是线程安全的。 3. 线程不安全的原因
线程调度是随机的 这是线程安全问题的罪魁祸⾸随机调度使⼀个程序在多线程环境下, 执⾏顺序存在很多的变数.程序猿必须保证在任意执⾏顺序下 , 代码都能正常⼯作.
修改共享数据
多个线程修改同⼀个变量
上⾯的线程不安全的代码中, 涉及到多个线程针对 count 变量进⾏修改. 此时这个 count 是⼀个多个线程都能访问到的 共享数据
原⼦性 什么是原⼦性 我们把⼀段代码想象成⼀个房间每个线程就是要进⼊这个房间的⼈。如果没有任何机制保证A进⼊ 房间之后还没有出来B 是不是也可以进⼊房间打断 A 在房间⾥的隐私。这个就是不具备原⼦性的。 那我们应该如何解决这个问题呢是不是只要给房间加⼀把锁A 进去就把⻔锁上其他⼈是不是就进不来了。这样就保证了这段代码的原⼦性了。 有时也把这个现象叫做同步互斥表⽰操作是互相排斥的。
⼀条 java 语句不⼀定是原⼦的也不⼀定只是⼀条指令
⽐如刚才我们看到的 count其实是由三步操作组成的 1. 从内存把数据读到 CPU 2. 进⾏数据更新 3. 把数据写回到 CPU 不保证原⼦性会给多线程带来什么问题
如果⼀个线程正在对⼀个变量操作中途其他线程插⼊进来了如果这个操作被打断了结果就可能是错误的。
这点也和线程的抢占式调度密切相关. 如果线程不是 抢占 的, 就算没有原⼦性, 也问题不⼤.
可⻅性
可⻅性指, ⼀个线程对共享变量值的修改能够及时地被其他线程看到 4. 解决之前的线程不安全问题
使用 synchronized 关键字将一条指令的多个操作, 打包成一个原子的操作. 下面是使用 synchronized 来解决上面代码的问题: 如果两个线程, 针对不同的对象加锁, 也会存在线程安全问题. 如果一个线程加锁, 一个线程不加锁, 是否会存在线程安全问题? 针对加锁操作的一些混淆理解
把count 放到一个Test t对象中, 通过类方法add 来进行修改, 加锁的时候锁对象写作 this
package thread;
class Test {public int count 0;public void add() {synchronized (this) {count;}}
}
public class ThreadDemo20 {public static void main(String[] args) throws InterruptedException {Test t new Test();Thread t1 new Thread(()-{for (int i 0; i 50000; i) {t.add();}});Thread t2 new Thread(()-{for (int i 0; i 50000; i) {t.add();}});t1.start();t2.start();t1.join();t2.join();System.out.println(count t.count);}
}
也可以使用类对象: 5. synchronized 关键字 - 监视器锁 monitor lock
5.1 synchronized 的特性
1) 互斥
synchronized 会起到互斥效果, 某个线程执⾏到某个对象的 synchronized 中时, 其他线程如果也执⾏ 到同⼀个对象 synchronized 就会阻塞等待
进⼊ synchronized 修饰的代码块, 相当于 加锁退出 synchronized 修饰的代码块, 相当于 解锁 synchronized⽤的锁是存在Java对象头⾥的。 可以粗略理解成, 每个对象在内存中存储的时候, 都存有⼀块内存表⽰当前的 锁定 状态(类似于厕所 的 有⼈/⽆⼈). 如果当前是 ⽆⼈ 状态, 那么就可以使⽤, 使⽤时需要设为 有⼈ 状态. 如果当前是 有⼈ 状态, 那么其他⼈⽆法使⽤, 只能排队 理解 阻塞等待. 针对每⼀把锁, 操作系统内部都维护了⼀个等待队列. 当这个锁被某个线程占有的时候, 其他线程尝试 进⾏加锁, 就加不上了, 就会阻塞等待, ⼀直等到之前的线程解锁之后, 由操作系统唤醒⼀个新的线程, 再来获取到这个锁. 注意: 上⼀个线程解锁之后, 下⼀个线程并不是⽴即就能获取到锁. ⽽是要靠操作系统来 唤醒. 这也就 是操作系统线程调度的⼀部分⼯作.假设有 A B C 三个线程, 线程 A 先获取到锁, 然后 B 尝试获取锁, 然后 C 再尝试获取锁, 此时 B 和 C 都在阻塞队列中排队等待. 但是当 A 释放锁之后, 虽然 B ⽐ C 先来的, 但是 B 不⼀定就能获取到锁, ⽽是和 C 重新竞争, 并不遵守先来后到的规则. 2) 可重⼊
synchronized 同步块对同⼀条线程来说是可重⼊的不会出现⾃⼰把⾃⼰锁死的问题
理解 把⾃⼰锁死 ⼀个线程没有释放锁, 然后⼜尝试再次加锁. // 第⼀次加锁, 加锁成功 lock(); // 第⼆次加锁, 锁已经被占⽤, 阻塞等待. lock(); 按照之前对于锁的设定, 第⼆次加锁的时候, 就会阻塞等待. 直到第⼀次的锁被释放, 才能获取到第⼆ 个锁. 但是释放第⼀个锁也是由该线程来完成, 结果这个线程已经躺平了, 啥都不想⼲了, 也就⽆法进 ⾏解锁操作. 这时候就会 死锁 这样的锁称为 不可重⼊锁.
Java 中的 synchronized 是可重⼊锁, 因此没有上⾯的问题. 5.2 synchronized 使⽤⽰例
synchronized 本质上要修改指定对象的 对象头. 从使⽤⻆度来看, synchronized 也势必要搭配⼀个 具体的对象来使⽤.
1) 修饰代码块: 明确指定锁哪个对象.
锁任意对象
public class SynchronizedDemo {private Object locker new Object();public void method() {synchronized (locker) {}}
}
锁当前对象
public class SynchronizedDemo {public void method() {synchronized (this) {}}
}
2) 直接修饰普通⽅法: 锁的 SynchronizedDemo 对象
public class SynchronizedDemo {public synchronized void methond() {}
}3) 修饰静态⽅法: 锁的 SynchronizedDemo 类的对象
public class SynchronizedDemo {public synchronized static void method() {}
}我们重点要理解synchronized 锁的是什么. 两个线程竞争同⼀把锁, 才会产⽣阻塞等待.
两个线程分别尝试获取两把不同的锁, 不会产⽣竞争
