[Java] なぜ同期を使用するのですか? スレッド同期について（7つの方法）
- php是最好的语言オリジナル
- 2018-08-06 11:58:184291ブラウズ
同期を使用する理由?
Java では、マルチスレッドの同時実行制御が可能です。複数のスレッドが共有可能なリソース変数を同時に操作すると (データの追加、削除、変更、チェックなど)、
データが不正確になり、相互に競合が発生します。そのため、ロックはスレッドが操作を完了する前に他のスレッドによって呼び出されるのを避けるために使用され、変数の一意性と正確性が保証されます。
1. 同期方法 synchronizedキーワードで変更する方法があります。
Java のすべてのオブジェクトには組み込みロックがあるため、このキーワードを使用してメソッドが変更されると、組み込みロックがメソッド全体を保護します。このメソッドを呼び出す前に、組み込みロックを取得する必要があります。取得しないとブロックされます。
次のようなコード:
注: synchronized キーワードは静的メソッドを変更することもできます。この時点で静的メソッドが呼び出される場合、クラス全体がロックされます
synchronized キーワードによって変更されたステートメントブロックです。 このキーワードによって変更されたステートメント ブロックは、同期を実現するために組み込みロックを使用して自動的に追加されます
次のようなコード:
synchronized(object){
}注: 同期は高コストの操作であるため、同期の内容は最小化された。 通常、メソッド全体を同期する必要はなく、同期されたコード ブロックを使用してキー コードを同期するだけです。
コード例:
package com.xhj.thread;
/**
* 线程同步的运用
*
* @author XIEHEJUN
*
*/
public class SynchronizedThread {
class Bank {
private int account = 100;
public int getAccount() {
return account;
}
/**
* 用同步方法实现
*
* @param money
*/
public synchronized void save(int money) {
account += money;
}
/**
* 用同步代码块实现
*
* @param money
*/
public void save1(int money) {
synchronized (this) {
account += money;
}
}
}
class NewThread implements Runnable {
private Bank bank;
public NewThread(Bank bank) {
this.bank = bank;
}
@Override
public void run() {
for (int i = 0; i < 10; i++) {
// bank.save1(10);
bank.save(10);
System.out.println(i + "账户余额为：" + bank.getAccount());
}
}
}
/**
* 建立线程，调用内部类
*/
public void useThread() {
Bank bank = new Bank();
NewThread new_thread = new NewThread(bank);
System.out.println("线程1");
Thread thread1 = new Thread(new_thread);
thread1.start();
System.out.println("线程2");
Thread thread2 = new Thread(new_thread);
thread2.start();
}
public static void main(String[] args) {
SynchronizedThread st = new SynchronizedThread();
st.useThread();
}
}3. 特殊なドメイン変数 (volatile) を使用してスレッド同期を実現します
a. volatile キーワードは、ドメイン変数にアクセスするためのロックフリーのメカニズムを提供します。ドメイン これは、フィールドが他のスレッドによって更新される可能性があることを仮想マシンに伝えることと同じです
d.volatile は再計算しませんアトミック操作を提供するため、final 型変数の変更には使用できません
例:
上記の例では、アカウントの前に volatile 変更を追加するだけでスレッド同期を実現します。
コード例:
//只给出要修改的代码，其余代码与上同
class Bank {
//需要同步的变量加上volatile
private volatile int account = 100;
public int getAccount() {
return account;
}
//这里不再需要synchronized
public void save(int money) {
account += money;
}
｝注: マルチスレッドにおける非同期の問題は、主にフィールドの読み取りと書き込みで発生します。ドメイン自体がこの問題を回避する場合、フィールドの操作方法を変更する必要はありません。
非同期の問題を回避するには、final フィールド、ロックで保護されたフィールド、および volatile フィールドを使用します。 4. 再入ロックを使用してスレッド同期を実現する
同期をサポートするために、新しい java.util.concurrent パッケージが JavaSE5.0 に追加されました。 ReentrantLock クラスは、Lock インターフェイスを実装する再入可能で相互排他的なロックです。
ReenreantLock クラスの一般的なメソッドは次のとおりです:
lock(): ロックを取得します
unlock(): ロックを解放します 注: ReentrantLock() には公平なロックを作成できる構築メソッドもありますが、これはロックの効率を大幅に低下させる可能性があるためです。
例:
上記の例に基づいて、書き換えられたコードは次のとおりです:
コード例:
//只给出要修改的代码，其余代码与上同
class Bank {
private int account = 100;
//需要声明这个锁
private Lock lock = new ReentrantLock();
public int getAccount() {
return account;
}
//这里不再需要synchronized
public void save(int money) {
lock.lock();
try{
account += money;
}finally{
lock.unlock();
}
}
｝注: Lock オブジェクトと同期キーワードの選択について:
a. どちらも使用しないことをお勧めします。java.util.concurrent パッケージによって提供されるメカニズムを使用すると、ユーザーがすべてのロック関連のコードを処理できるようになります。 C b. 同期キーワードがユーザーのニーズを満たすことができる場合は、コードを簡素化できるため、同期を使用します。 C. より高度な機能が必要な場合は、この時点で、通常、finally コードでロックを解放します
5. ローカル変数を使用してスレッド同期を実現します ThreadLocal() : 创建一个线程本地变量 例如： 注：ThreadLocal与同步机制 6.使用阻塞队列实现线程同步 前面5种同步方式都是在底层实现的线程同步，但是我们在实际开发当中，应当尽量远离底层结构。 注：BlockingQueue add()方法会抛出异常 offer()方法返回false put()方法会阻塞 7.使用原子变量实现线程同步 需要使用线程同步的根本原因在于对普通变量的操作不是原子的。 那么什么是原子操作呢？ 补充--原子操作主要有： 相关文章：
ThreadLocal を使用して変数を管理する場合、変数を使用する各スレッドは変数のコピーを取得します
コピーは互いに独立しているため、各 A スレッドはその変数を変更できます他のスレッドに影響を与えることなく、変数の独自のコピーを自由に作成できます。
ThreadLocal クラスの共通メソッド
get() : 返回此线程局部变量的当前线程副本中的值
initialValue() : 返回此线程局部变量的当前线程的"初始值"
set(T value) : 将此线程局部变量的当前线程副本中的值设置为value
在上面例子基础上，修改后的代码为：
代码实例： //只改Bank类，其余代码与上同
public class Bank{
//使用ThreadLocal类管理共享变量account
private static ThreadLocal<Integer> account = new ThreadLocal<Integer>(){
@Override
protected Integer initialValue(){
return 100;
}
};
public void save(int money){
account.set(account.get()+money);
}
public int getAccount(){
return account.get();
}
}
a.ThreadLocal与同步机制都是为了解决多线程中相同变量的访问冲突问题。
b.前者采用以"空间换时间"的方法，后者采用以"时间换空间"的方法
使用javaSE5.0版本中新增的java.util.concurrent包将有助于简化开发。
本小节主要是使用LinkedBlockingQueue
LinkedBlockingQueue
队列是先进先出的顺序（FIFO），关于队列以后会详细讲解~
LinkedBlockingQueue 类常用方法
LinkedBlockingQueue() : 创建一个容量为Integer.MAX_VALUE的LinkedBlockingQueue
put(E e) : 在队尾添加一个元素，如果队列满则阻塞
size() : 返回队列中的元素个数
take() : 移除并返回队头元素，如果队列空则阻塞
代码实例：
实现商家生产商品和买卖商品的同步![[Java] なぜ同期を使用するのですか? スレッド同期について（7つの方法）](https://img.php.cn/upload/article/000/000/018/9e3a615b4f333da187fbac21b0515b11-0.gif)
1 package com.xhj.thread;
2
3 import java.util.Random;
4 import java.util.concurrent.LinkedBlockingQueue;
5
6 /**
7 * 用阻塞队列实现线程同步 LinkedBlockingQueue的使用
8 *
9 * @author XIEHEJUN
10 *
11 */
12 public class BlockingSynchronizedThread {
13 /**
14 * 定义一个阻塞队列用来存储生产出来的商品
15 */
16 private LinkedBlockingQueue<Integer> queue = new LinkedBlockingQueue<Integer>();
17 /**
18 * 定义生产商品个数
19 */
20 private static final int size = 10;
21 /**
22 * 定义启动线程的标志，为0时，启动生产商品的线程；为1时，启动消费商品的线程
23 */
24 private int flag = 0;
25
26 private class LinkBlockThread implements Runnable {
27 @Override
28 public void run() {
29 int new_flag = flag++;
30 System.out.println("启动线程 " + new_flag);
31 if (new_flag == 0) {
32 for (int i = 0; i < size; i++) {
33 int b = new Random().nextInt(255);
34 System.out.println("生产商品：" + b + "号");
35 try {
36 queue.put(b);
37 } catch (InterruptedException e) {
38 // TODO Auto-generated catch block
39 e.printStackTrace();
40 }
41 System.out.println("仓库中还有商品：" + queue.size() + "个");
42 try {
43 Thread.sleep(100);
44 } catch (InterruptedException e) {
45 // TODO Auto-generated catch block
46 e.printStackTrace();
47 }
48 }
49 } else {
50 for (int i = 0; i < size / 2; i++) {
51 try {
52 int n = queue.take();
53 System.out.println("消费者买去了" + n + "号商品");
54 } catch (InterruptedException e) {
55 // TODO Auto-generated catch block
56 e.printStackTrace();
57 }
58 System.out.println("仓库中还有商品：" + queue.size() + "个");
59 try {
60 Thread.sleep(100);
61 } catch (Exception e) {
62 // TODO: handle exception
63 }
64 }
65 }
66 }
67 }
68
69 public static void main(String[] args) {
70 BlockingSynchronizedThread bst = new BlockingSynchronizedThread();
71 LinkBlockThread lbt = bst.new LinkBlockThread();
72 Thread thread1 = new Thread(lbt);
73 Thread thread2 = new Thread(lbt);
74 thread1.start();
75 thread2.start();
76
77 }
78
79 }
原子操作就是指将读取变量值、修改变量值、保存变量值看成一个整体来操作
即-这几种行为要么同时完成，要么都不完成。
在java的util.concurrent.atomic包中提供了创建了原子类型变量的工具类，
使用该类可以简化线程同步。
其中AtomicInteger 表可以用原子方式更新int的值，可用在应用程序中(如以原子方式增加的计数器)，
但不能用于替换Integer；可扩展Number，允许那些处理机遇数字类的工具和实用工具进行统一访问。
AtomicInteger类常用方法：
AtomicInteger(int initialValue) : 创建具有给定初始值的新的AtomicInteger
addAddGet(int dalta) : 以原子方式将给定值与当前值相加
get() : 获取当前值
代码实例：
只改Bank类，其余代码与上面第一个例子同
1 class Bank {
2 private AtomicInteger account = new AtomicInteger(100);
3
4 public AtomicInteger getAccount() {
5 return account;
6 }
7
8 public void save(int money) {
9 account.addAndGet(money);
10 }
11 }
对于引用变量和大多数原始变量(long和double除外)的读写操作；
对于所有使用volatile修饰的变量(包括long和double)的读写操作。
以上が[Java] なぜ同期を使用するのですか? スレッド同期について（7つの方法）の詳細内容です。詳細については、PHP 中国語 Web サイトの他の関連記事を参照してください。