并發(fā)編程基礎(chǔ)知識(shí)一

muzhuyu 發(fā)布于2019-08-16 10:44 / 1634人閱讀

摘要：如果拿不到鎖這個(gè)線(xiàn)程就會(huì)不斷的嘗試獲得這把鎖，直到拿到為止。關(guān)鍵字取得的鎖都是對(duì)象鎖而不是把一段代碼方法當(dāng)成鎖。多個(gè)線(xiàn)程對(duì)象獲得不同的鎖他們互不影響。

線(xiàn)程安全：當(dāng)多個(gè)線(xiàn)程訪(fǎng)問(wèn)某一個(gè)類(lèi)時(shí)，這個(gè)類(lèi)始終都能表現(xiàn)出正確的行為，那么這個(gè)類(lèi)就是線(xiàn)程安全的

synchronized： 可以在任意對(duì)象及方法上加鎖，而加鎖的這段代碼稱(chēng)為“互斥區(qū)”或者“臨界區(qū)”

    private int count = 5;
    
    public synchronized void  run(){
        count--;
        System.err.println(this.currentThread().getName()+" count = "+count);
    }

當(dāng)多個(gè)線(xiàn)程訪(fǎng)問(wèn)Thread的run()方法時(shí)，以排隊(duì)的形式進(jìn)行處理（排隊(duì)是按照CPU分配的先后順序而定的），一個(gè)線(xiàn)程要執(zhí)行synchronized 修飾的方法里面的代碼
1.嘗試獲得鎖
2.如果拿到鎖執(zhí)行synchronized 代碼塊內(nèi)容。如果拿不到鎖這個(gè)線(xiàn)程就會(huì)不斷的嘗試獲得這把鎖，直到拿到為止。而且多個(gè)線(xiàn)程同時(shí)去競(jìng)爭(zhēng)這把鎖，也就是會(huì)有鎖競(jìng)爭(zhēng)的問(wèn)題

多個(gè)線(xiàn)程多個(gè)鎖：每個(gè)線(xiàn)程都可以拿到自己的指定的鎖，分別拿到鎖以后執(zhí)行synchronized方法體里面的內(nèi)容。

synchronized關(guān)鍵字取得的鎖都是對(duì)象鎖而不是把一段代碼（方法）當(dāng)成鎖。
多個(gè)線(xiàn)程對(duì)象獲得不同的鎖他們互不影響。

    private static int num;
    
    public static  synchronized void printNum(String tag){
        try{
            if(tag.equals("a")){
                num =100;
                System.err.println(" tag a");
                Thread.sleep(2000);
            } else{
                num = 200;
                System.err.println("tag b");
            }
        } catch(Exception e){
            e.printStackTrace();
        }
    }

在靜態(tài)方法上面加synchronized 關(guān)鍵字表示鎖定class類(lèi)，獨(dú)占class類(lèi)，類(lèi)級(jí)別的鎖

同步：synchronized 同步的概念就是共享。如果不共享資源，沒(méi)有必須進(jìn)行同步

異步：asynchronized 異步就是獨(dú)立，相互之間不受制約。例如ajax請(qǐng)求

    public  synchronized void method1(){
        try {
            System.err.println(Thread.currentThread().getName());
            Thread.sleep(4000);
        } catch (Exception e) {
            e.printStackTrace();
        }
    }
    
    public void method2(){
        System.err.println(Thread.currentThread().getName());
    }

1.a線(xiàn)程先持有Object對(duì)象的lock鎖 B線(xiàn)程如果在這個(gè)時(shí)候調(diào)用對(duì)象中的synchronized 方法則需要等待，也就是同步。
2.a線(xiàn)程先持有Object對(duì)象的lock鎖 B線(xiàn)程可以以異步的方式調(diào)用線(xiàn)程對(duì)象中的非synchronized 修飾的方法，不需要等待。

同步的目的是為了線(xiàn)程安全，對(duì)于線(xiàn)程安全需要滿(mǎn)足2個(gè)特性

原子性（同步）

可見(jiàn)性

臟讀：在設(shè)計(jì)我們的程序的時(shí)候一定要考慮到問(wèn)題的整體性，不然就會(huì)出現(xiàn)很經(jīng)典的錯(cuò)誤：臟讀

    public synchronized void setValue(String  username, String password){
            this.username = username;
            this.password = password;
            
            try{
                Thread.sleep(2000);
            }catch(Exception e){
                e.printStackTrace();
            }
            System.err.println("setValue的最終結(jié)果是 username "+
            username+",password"+password);
        }
    
    public void getValue(){
        System.err.println("getValue方法得到username"+
username+",password"+password);
    }

在對(duì)一個(gè)對(duì)象的方法加鎖時(shí)候，需要考慮到業(yè)務(wù)的整體性，即在setValue/getValue方法同時(shí)加上synchronized 關(guān)鍵字保證業(yè)務(wù)的原子性

鎖重入：當(dāng)一個(gè)線(xiàn)程獲得一個(gè)對(duì)象的鎖以后，再次請(qǐng)求此對(duì)象時(shí)可以再次獲得對(duì)象的鎖

    static class Main {
        public int i = 10;
        public synchronized void operationSup(){
            try {
                i--;
                System.out.println("Main print i = " + i);
                Thread.sleep(100);
            } catch (InterruptedException e) {
                e.printStackTrace();
            }
        }
    }
    
    static class Sub extends Main {
        public synchronized void operationSub(){
            try {
                while(i > 0) {
                    i--;
                    System.out.println("Sub print i = " + i);
                    Thread.sleep(100);        
                    this.operationSup();
                }
            } catch (InterruptedException e) {
                e.printStackTrace();
            }
        }
    }

當(dāng)涉及到父類(lèi)與子類(lèi)相互執(zhí)行的時(shí)候可以使用鎖重入

異常釋放鎖

    private int i = 0;
    
    public synchronized void operation(){
        while(true){
            try {
                i++;
                Thread.sleep(100);
                System.out.println(Thread.currentThread().getName() +
                 " , i = " + i);
                if(i == 20){
                    //Integer.parseInt("a");
                    throw new RuntimeException();
                }
            } catch (InterruptedException e) {
                e.printStackTrace();
            }
        }
    }

如果一個(gè)業(yè)務(wù)分為多個(gè)子模塊去執(zhí)行。彼此之間相互獨(dú)立，如果其中一個(gè)業(yè)務(wù)出現(xiàn)異常，采取的方式是記錄日志，其他業(yè)務(wù)不受影響繼續(xù)執(zhí)行
如果一個(gè)業(yè)務(wù)分為多個(gè)子模塊去執(zhí)行，彼此之間是關(guān)聯(lián)的，如果其中一個(gè)業(yè)務(wù)出現(xiàn)異常，采取的方式是拋出RuntimeException，及時(shí)終止業(yè)務(wù)。

減小鎖的粒度：synchronized關(guān)鍵字來(lái)優(yōu)化代碼塊的執(zhí)行時(shí)間

    public void doLongTimeTask(){
        try {
            
            System.out.println("當(dāng)前線(xiàn)程開(kāi)始：" +

 Thread.currentThread().getName() + 
                    ", 正在執(zhí)行一個(gè)較長(zhǎng)時(shí)間的業(yè)務(wù)操作，其內(nèi)容不需要同步");
            Thread.sleep(2000);
            
            synchronized(this){
                System.out.println("當(dāng)前線(xiàn)程：" + 
                
                Thread.currentThread().getName() + 
                    ", 執(zhí)行同步代碼塊，對(duì)其同步變量進(jìn)行操作");
                Thread.sleep(1000);
            }
            System.out.println("當(dāng)前線(xiàn)程結(jié)束：" +
 Thread.currentThread().getName() +
                    ", 執(zhí)行完畢");
            
        } catch (InterruptedException e) {
            e.printStackTrace();
        }
    }

對(duì)任意的Object對(duì)象加鎖

    public void method1(){
        synchronized (this) {    //對(duì)象鎖
            try {
                System.out.println("do method1..");
                Thread.sleep(2000);
            } catch (InterruptedException e) {
                e.printStackTrace();
            }
        }
    }
    
    public void method2(){        //類(lèi)鎖
        synchronized (ObjectLock.class) {
            try {
                System.out.println("do method2..");
                Thread.sleep(2000);
            } catch (InterruptedException e) {
                e.printStackTrace();
            }
        }
    }
    
    private Object lock = new Object();
    public void method3(){        //任何對(duì)象鎖
        synchronized (lock) {
            try {
                System.out.println("do method3..");
                Thread.sleep(2000);
            } catch (InterruptedException e) {
                e.printStackTrace();
            }
        }
    }

對(duì)字符串常量加鎖產(chǎn)生死循環(huán)

    public void method() {
        //new String("字符串常量")
        synchronized ("字符串常量") {
            try {
                while(true){
                    System.out.println("當(dāng)前線(xiàn)程 : "  + 
                    Thread.currentThread().getName() + "開(kāi)始");
                    Thread.sleep(1000);        
                    System.out.println("當(dāng)前線(xiàn)程 : "  + 
                    Thread.currentThread().getName() + "結(jié)束");
                }
            } catch (InterruptedException e) {
                e.printStackTrace();
            }
        }
    }

鎖對(duì)象改變 如果鎖所對(duì)象本身不發(fā)生改變，即使是屬性改變，那么依然是同步的。同一對(duì)象屬性的修改不會(huì)影響鎖的情況

    public synchronized void changeAttributte(String name, int age) {
        try {
            System.out.println("當(dāng)前線(xiàn)程 : "  + 
Thread.currentThread().getName() + " 開(kāi)始");
            this.setName(name);
            this.setAge(age);
            
            System.out.println("當(dāng)前線(xiàn)程 : "  + 
Thread.currentThread().getName() + " 修改對(duì)象內(nèi)容為： " 
                    + this.getName() + ", " + this.getAge());
            
            Thread.sleep(2000);
            System.out.println("當(dāng)前線(xiàn)程 : "  + 
Thread.currentThread().getName() + " 結(jié)束");
        } catch (InterruptedException e) {
            e.printStackTrace();
        }
    }

死鎖問(wèn)題：在設(shè)計(jì)程序時(shí)就應(yīng)該避免雙方相互持有對(duì)方的鎖的情況

public void run() {
        if(tag.equals("a")){
            synchronized (lock1) {
                try {
                    System.out.println("當(dāng)前線(xiàn)程 : "  + 
                    Thread.currentThread().getName() + " 進(jìn)入lock1執(zhí)行");
                    Thread.sleep(2000);
                } catch (InterruptedException e) {
                    e.printStackTrace();
                }
                synchronized (lock2) {
                    System.out.println("當(dāng)前線(xiàn)程 : "  + 
                    Thread.currentThread().getName() + " 進(jìn)入lock2執(zhí)行");
                }
            }
        }
        if(tag.equals("b")){
            synchronized (lock2) {
                try {
                    System.out.println("當(dāng)前線(xiàn)程 : "  + 
                    Thread.currentThread().getName() + " 進(jìn)入lock2執(zhí)行");
                    Thread.sleep(2000);
                } catch (InterruptedException e) {
                    e.printStackTrace();
                }
                synchronized (lock1) {
                    System.out.println("當(dāng)前線(xiàn)程 : "  + 
                    Thread.currentThread().getName() + " 進(jìn)入lock1執(zhí)行");
                }
            }
        }
    }