Java 中物件的同步至關重要,可防止多執行緒環境中的共享物件出現資料不一致、死鎖和優先權反轉等執行緒安全性問題。同步機制包括:1)同步方法;2)同步區塊;3)鎖定物件。透過同步,可以確保共享物件在同一時間僅被一個執行緒訪問,從而維護資料完整性並避免競爭情況。
Java 中物件的同步為何重要(附實戰案例)
概述
在多執行緒環境中,多個執行緒可能會同時存取共享物件。如果不進行同步,則可能導致資料不一致、死鎖和其他執行緒安全性問題。
同步的重要性
當多個執行緒同時存取共享物件時,可能會發生以下問題:
- 資料不一致:執行緒可能會修改物件的相同部分,從而導致錯誤的資料。
- 死鎖:執行緒可能會進入等待狀態,等待其他執行緒釋放鎖,導致應用程式停止回應。
- 優先權反轉:低優先權的執行緒可能會阻塞高優先權的線程,從而影響應用程式的效能。
同步機制
Java 提供了多種同步機制來保護共用物件:
-
同步方法: 將
synchronized
關鍵字新增到方法上,以在方法執行期間取得物件的鎖定。 -
同步區塊:使用
synchronized
區塊將對共享物件的存取限制在程式碼區塊中,以防止其他執行緒同時存取該程式碼區塊。 -
鎖定:使用
java.util.concurrent.locks
套件中的鎖定對象,提供對物件更精細的控制。
實戰案例
考慮下列銀行帳戶類別:
class BankAccount { private double balance; public void deposit(double amount) { balance += amount; } public void withdraw(double amount) { balance -= amount; } public double getBalance() { return balance; } }
在這個類別中,deposit()
和withdraw()
方法沒有同步。如果兩個執行緒同時呼叫這些方法,可能會導致資料不一致。例如,如果一個執行緒嘗試存款 100 美元,而另一個執行緒同時嘗試提款 50 美元,則帳戶餘額可能錯誤地更新為 49 美元而不是 50 美元。
為了解決這個問題,我們可以使用synchronized
區塊來同步deposit()
和withdraw()
方法:
public void deposit(double amount) { synchronized(this) { balance += amount; } } public void withdraw(double amount) { synchronized(this) { balance -= amount; } }
現在,當兩個執行緒同時呼叫這些方法時,它們將取得物件的鎖並按順序執行。這將確保數據一致並且不會發生死鎖。
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