Java中怎樣實現多線程同步

本篇文章給大家分享的是有關Java中怎樣實現多線程同步，小編覺得挺實用的，因此分享給大家學習，希望大家閱讀完這篇文章后可以有所收獲，話不多說，跟著小編一起來看看吧。

不同步時的代碼

Bank.java  package threadTest;   /** * @author ww * */  public class Bank {       private int count =0;//賬戶余額       //存錢      public  void addMoney(int money){          count +=money;          System.out.println(System.currentTimeMillis()+"存進："+money);      }       //取錢      public  void subMoney(int money){          if(count-money < 0){              System.out.println("余額不足");              return;          }          count -=money;          System.out.println(+System.currentTimeMillis()+"取出："+money);      }       //查詢      public void lookMoney(){          System.out.println("賬戶余額："+count);      }  }  SyncThreadTest.java  package threadTest;   public class SyncThreadTest {       public static void main(String args[]){          final Bank bank=new Bank();           Thread tadd=new Thread(new Runnable() {               @Override              public void run() {                  // TODO Auto-generated method stub                  while(true){                      try {                          Thread.sleep(1000);                      } catch (InterruptedException e) {                          // TODO Auto-generated catch block                          e.printStackTrace();                      }                      bank.addMoney(100);                      bank.lookMoney();                      System.out.println("\n");                   }              }          });           Thread tsub = new Thread(new Runnable() {               @Override              public void run() {                  // TODO Auto-generated method stub                  while(true){                      bank.subMoney(100);                      bank.lookMoney();                      System.out.println("\n");                      try {                          Thread.sleep(1000);                      } catch (InterruptedException e) {                          // TODO Auto-generated catch block                          e.printStackTrace();                      }                     }              }          });          tsub.start();           tadd.start();      }   }

代碼很簡單，我就不解釋了，看看運行結果怎樣呢？截取了其中的一部分，是不是很亂，有寫看不懂。

余額不足 
賬戶余額：0

余額不足 
賬戶余額：100

1441790503354存進：100 
賬戶余額：100

1441790504354存進：100 
賬戶余額：100

1441790504354取出：100 
賬戶余額：100

1441790505355存進：100 
賬戶余額：100

1441790505355取出：100 
賬戶余額：100

四、使用同步時的代碼

（1）同步方法：

即有synchronized關鍵字修飾的方法。 由于java的每個對象都有一個內置鎖，當用此關鍵字修飾方法時，內置鎖會保護整個方法。在調用該方法前，需要獲得內置鎖，否則就處于阻塞狀態。

修改后的Bank.java

再看看運行結果：

余額不足 
賬戶余額：0

余額不足 
賬戶余額：0

1441790837380存進：100 
賬戶余額：100

1441790838380取出：100 
賬戶余額：0 
1441790838380存進：100 
賬戶余額：100

1441790839381取出：100 
賬戶余額：0

瞬間感覺可以理解了吧。

注： synchronized關鍵字也可以修飾靜態方法，此時如果調用該靜態方法，將會鎖住整個類

（2）同步代碼塊

即有synchronized關鍵字修飾的語句塊。被該關鍵字修飾的語句塊會自動被加上內置鎖，從而實現同步

Bank.java代碼如下：

package threadTest;   /** * @author ww * */  public class Bank {       private int count =0;//賬戶余額       //存錢      public   void addMoney(int money){           synchronized (this) {              count +=money;          }          System.out.println(System.currentTimeMillis()+"存進："+money);      }       //取錢      public   void subMoney(int money){           synchronized (this) {              if(count-money < 0){                  System.out.println("余額不足");                  return;              }              count -=money;          }          System.out.println(+System.currentTimeMillis()+"取出："+money);      }       //查詢      public void lookMoney(){          System.out.println("賬戶余額："+count);      }  }

運行結果如下：

余額不足 
賬戶余額：0

1441791806699存進：100 
賬戶余額：100

1441791806700取出：100 
賬戶余額：0

1441791807699存進：100 
賬戶余額：100

效果和方法一差不多。

注：同步是一種高開銷的操作，因此應該盡量減少同步的內容。通常沒有必要同步整個方法，使用synchronized代碼塊同步關鍵代碼即可。

（3）使用特殊域變量(Volatile)實現線程同步

a.volatile關鍵字為域變量的訪問提供了一種免鎖機制
b.使用volatile修飾域相當于告訴虛擬機該域可能會被其他線程更新
c.因此每次使用該域就要重新計算，而不是使用寄存器中的值
d.volatile不會提供任何原子操作，它也不能用來修飾final類型的變量

Bank.java代碼如下：

package threadTest;   /** * @author ww * */  public class Bank {       private volatile int count = 0;// 賬戶余額       // 存錢      public void addMoney(int money) {           count += money;          System.out.println(System.currentTimeMillis() + "存進：" + money);      }       // 取錢      public void subMoney(int money) {           if (count - money < 0) {              System.out.println("余額不足");              return;          }          count -= money;          System.out.println(+System.currentTimeMillis() + "取出：" + money);      }       // 查詢      public void lookMoney() {          System.out.println("賬戶余額：" + count);      }  }

運行效果怎樣呢？

余額不足 
賬戶余額：0

余額不足 
賬戶余額：100

1441792010959存進：100 
賬戶余額：100

1441792011960取出：100 
賬戶余額：0

1441792011961存進：100 
賬戶余額：100

是不是又看不懂了，又亂了。這是為什么呢？就是因為volatile不能保證原子操作導致的，因此volatile不能代替 synchronized。此外volatile會組織編譯器對代碼優化，因此能不使用它就不適用它吧。它的原理是每次要線程要訪問volatile修飾 的變量時都是從內存中讀取，而不是存緩存當中讀取，因此每個線程訪問到的變量值都是一樣的。這樣就保證了同步。

（4）使用重入鎖實現線程同步

在JavaSE5.0中新增了一個java.util.concurrent包來支持同步。ReentrantLock類是可重入、互斥、實現了Lock接口的鎖， 它與使用synchronized方法和快具有相同的基本行為和語義，并且擴展了其能力。
ReenreantLock類的常用方法有：
ReentrantLock() : 創建一個ReentrantLock實例
lock() : 獲得鎖
unlock() : 釋放鎖
注：ReentrantLock()還有一個可以創建公平鎖的構造方法，但由于能大幅度降低程序運行效率，不推薦使用
Bank.java代碼修改如下：

package threadTest;   import java.util.concurrent.locks.Lock;  import java.util.concurrent.locks.ReentrantLock;   /** * @author ww * */  public class Bank {       private  int count = 0;// 賬戶余額       //需要聲明這個鎖      private Lock lock = new ReentrantLock();       // 存錢      public void addMoney(int money) {          lock.lock();//上鎖          try{          count += money;          System.out.println(System.currentTimeMillis() + "存進：" + money);           }finally{              lock.unlock();//解鎖          }      }       // 取錢      public void subMoney(int money) {          lock.lock();          try{           if (count - money < 0) {              System.out.println("余額不足");              return;          }          count -= money;          System.out.println(+System.currentTimeMillis() + "取出：" + money);          }finally{              lock.unlock();          }      }       // 查詢      public void lookMoney() {          System.out.println("賬戶余額：" + count);      }  }

運行效果怎么樣呢？

余額不足 
賬戶余額：0

余額不足 
賬戶余額：0

1441792891934存進：100 
賬戶余額：100

1441792892935存進：100 
賬戶余額：200

1441792892954取出：100 
賬戶余額：100

效果和前兩種方法差不多。

如果synchronized關鍵字能滿足用戶的需求，就用synchronized，因為它能簡化代碼 。如果需要更高級的功能，就用ReentrantLock類，此時要注意及時釋放鎖，否則會出現死鎖，通常在finally代碼釋放鎖

（5）使用局部變量實現線程同步

Bank.java代碼如下：

package threadTest;   /** * @author ww * */  public class Bank {       private static ThreadLocal<Integer> count = new ThreadLocal<Integer>(){           @Override          protected Integer initialValue() {              // TODO Auto-generated method stub              return 0;          }       };       // 存錢      public void addMoney(int money) {          count.set(count.get()+money);          System.out.println(System.currentTimeMillis() + "存進：" + money);       }       // 取錢      public void subMoney(int money) {          if (count.get() - money < 0) {              System.out.println("余額不足");              return;          }          count.set(count.get()- money);          System.out.println(+System.currentTimeMillis() + "取出：" + money);      }       // 查詢      public void lookMoney() {          System.out.println("賬戶余額：" + count.get());      }  }

運行效果：

余額不足 
賬戶余額：0

余額不足 
賬戶余額：0

1441794247939存進：100 
賬戶余額：100

余額不足 
1441794248940存進：100 
賬戶余額：0

賬戶余額：200

余額不足 
賬戶余額：0

1441794249941存進：100 
賬戶余額：300

看了運行效果，一開始一頭霧水，怎么只讓存，不讓取啊？看看ThreadLocal的原理：

如果使用ThreadLocal管理變量，則每一個使用該變量的線程都獲得該變量的副本，副本之間相互獨立，這樣每一個線程都可以隨意修改自己的變 量副本，而不會對其他線程產生影響。現在明白了吧，原來每個線程運行的都是一個副本，也就是說存錢和取錢是兩個賬戶，知識名字相同而已。所以就會發生上面 的效果。

ThreadLocal與同步機制

a.ThreadLocal與同步機制都是為了解決多線程中相同變量的訪問沖突問題
b.前者采用以”空間換時間”的方法，后者采用以”時間換空間”的方式

以上就是Java中怎樣實現多線程同步，小編相信有部分知識點可能是我們日常工作會見到或用到的。希望你能通過這篇文章學到更多知識。更多詳情敬請關注億速云行業資訊頻道。