什么是线程平安?
当一个线程在同一时刻共享同一个全局变量或动态变量时,可能会受到其余线程的烦扰,导致数据有问题,这种景象就叫线程平安问题。
为什么有线程平安问题?
当多个线程同时共享,同一个全局变量或动态变量,做写的操作时,可能会产生数据抵触问题,也就是线程平安问题,然而做读操作时不会产生数据抵触问题。
线程平安解决办法?
1、如何解决多线程之间线程平安问题?
答:应用多线程之间同步synchronized或应用锁(lock)
2、为什么应用线程同步或应用锁能解决线程平安问题呢?
答:将可能会产生数据抵触问题(线程不平安问题),只能让以后一个线程进行执行。代码执行实现后开释锁,让后能力让其余线程进行执行。这样的话就能够解决线程不平安问题。
3、什么是多线程之间同步?
答:当多个线程共享同一个资源,不会受到其余线程的烦扰。
同步代码块
1、什么是同步代码块?
答:就是将可能会产生线程平安问题的代码,用synchronized给包含起来。
synchronized(同一个数据) {
// 可能会产生线程抵触问题
}
synchronized(对象) {//这个对象能够为任意对象
// 须要被同步的代码
}
对象如同锁,持有锁的线程能够在同步中执行。
没持有锁的线程即便获取CPU的执行权,也进不去。
同步的前提:
必须有两个或者两个以上的线程
必须是多个线程应用同一个锁
必须保障同步中只能有一个线程在运行
同步的益处:
解决了多线程的平安问题
同步的弊病:
多个线程须要判断锁,较为耗费资源、抢锁的资源。
同步函数
1、什么是同步函数?
答:在办法上润饰 synchronized 称为同步函数
public synchronized void sale() {
if (trainCount > 0) {
try {
Thread.sleep(40);
} catch (Exception e) {
}
System.out.println(Thread.currentThread().getName() + ",发售 第" + (100 - trainCount + 1) + "张票.");
trainCount--;
}
}
同步函数应用的是 this 锁
证实形式:一个线程应用同步代码块(this明锁),另一个线程应用同步函数。如果两个线程抢票不能实现同步,那么会呈现数据谬误。
package cn.icloudit;
class ThreadTrain2 implements Runnable {
private int count = 100;
public boolean flag = true;
private static Object oj = new Object();
@Override
public void run() {
if (flag) {
while (count > 0) {
synchronized (this) {
if (count > 0) {
try {
Thread.sleep(50);
} catch (Exception e) {
// TODO: handle exception
}
System.out.println(Thread.currentThread().getName() + ",发售第" + (100 - count + 1) + "票");
count--;
}
}
}
} else {
while (count > 0) {
sale();
}
}
}
public synchronized void sale() {
// 前提 多线程进行应用、多个线程只能拿到一把锁。
// 保障只能让一个线程 在执行 毛病效率升高
// synchronized (oj) {
if (count > 0) {
try {
Thread.sleep(50);
} catch (Exception e) {
// TODO: handle exception
}
System.out.println(Thread.currentThread().getName() + ",发售第" + (100 - count + 1) + "票");
count--;
}
// }
}
}
public class ThreadDemo2 {
public static void main(String[] args) throws InterruptedException {
ThreadTrain2 threadTrain1 = new ThreadTrain2();
Thread t1 = new Thread(threadTrain1, "①号窗口");
Thread t2 = new Thread(threadTrain1, "②号窗口");
t1.start();
Thread.sleep(40);
threadTrain1.flag = false;
t2.start();
}
}
动态同步函数
1、什么是动态同步函数?
答:办法上加上 static 关键字,应用 synchronized 关键字润饰,或者应用类 .class 文件。
动态的同步函数应用的锁是 该函数所属字节码文件对象
能够用 getClass办法获取,也能够用以后 类名.class 示意。
synchronized (ThreadTrain.class) {
System.out.println(Thread.currentThread().getName() + ",发售 第" + (100 - trainCount + 1) + "张票.");
trainCount--;
try {
Thread.sleep(100);
} catch (Exception e) {
}
}
总结:
synchronized 润饰办法应用锁是以后 this 锁。
synchronized 润饰静态方法应用锁是以后类的 字节码文件。
多线程死锁
什么是多线程死锁?
答:同步中嵌套同步,导致锁无奈开释
package cn.icloudit;
class ThreadTrain6 implements Runnable {
// 这是货票总票数,多个线程会同时共享资源
private int trainCount = 100;
public boolean flag = true;
private Object mutex = new Object();
@Override
public void run() {
if (flag) {
while (true) {
synchronized (mutex) {
// 锁(同步代码块)在什么时候开释? 代码执行完, 主动开释锁.
// 如果flag为true 先拿到 obj锁,在拿到this 锁、 能力执行。
// 如果flag为false先拿到this,在拿到obj锁,能力执行。
// 死锁解决办法:不要在同步中嵌套同步。
sale();
}
}
} else {
while (true) {
sale();
}
}
}
public synchronized void sale() {
synchronized (mutex) {
if (trainCount > 0) {
try {
Thread.sleep(40);
} catch (Exception e) {
}
System.out.println(Thread.currentThread().getName() + ",发售 第" + (100 - trainCount + 1) + "张票.");
trainCount--;
}
}
}
}
public class DeadlockThread {
public static void main(String[] args) throws InterruptedException {
ThreadTrain6 threadTrain = new ThreadTrain6(); // 定义 一个实例
Thread thread1 = new Thread(threadTrain, "一号窗口");
Thread thread2 = new Thread(threadTrain, "二号窗口");
thread1.start();
Thread.sleep(40);
threadTrain.flag = false;
thread2.start();
}
}
多线程的三大个性
原子性
即一个操作或者多个操作 要么全副执行并且执行的过程不会被任何因素打断,要么就都不执行。
一个很经典的例子就是银行账户转账问题:
比方从账户A向账户B转1000元,那么必然包含2个操作:从账户A减去1000元,往账户B加上1000元。这2个操作必须要具备原子性能力保障不呈现一些意外的问题。
咱们操作数据也是如此,比方i = i+1;其中就包含,读取i的值,计算i,写入i。这行代码在Java中是不具备原子性的,则多线程运行必定会出问题,所以也须要咱们应用同步和lock这些货色来确保这个个性了。
原子性其实就是保证数据统一、线程平安一部分。
可见性
当多个线程拜访同一个变量时,一个线程批改了这个变量的值,其余线程可能立刻看失去批改的值。
若两个线程在不同的cpu,那么线程1扭转了i的值还没刷新到主存,线程2又应用了i,那么这个i值必定还是之前的,线程1对变量的批改线程没看到这就是可见性问题。
有序性
程序执行的程序依照代码的先后顺序执行。
一般来说处理器为了进步程序运行效率,可能会对输出代码进行优化,它不保障程序中各个语句的执行先后顺序同代码中的程序统一,然而它会保障程序最终执行后果和代码程序执行的后果是统一的。如下:
int a = 10; //语句1
int r = 2; //语句2
a = a + 3; //语句3
r = a*a; //语句4
则因为重排序,他还可能执行程序为 2-1-3-4,1-3-2-4
但绝不可能 2-1-4-3,因为这突破了依赖关系。
显然重排序对单线程运行是不会有任何问题,而多线程就不肯定了,所以咱们在多线程编程时就得思考这个问题了。
Java内存模型
共享内存模型指的就是Java内存模型(简称JMM),JMM决定一个线程对共享变量的写入时,能对另一个线程可见。从形象的角度来看,JMM定义了线程和主内存之间的形象关系:线程之间的共享变量存储在主内存(main memory)中,每个线程都有一个公有的本地内存(local memory),本地内存中存储了该线程以读/写共享变量的正本。本地内存是JMM的一个抽象概念,并不实在存在。它涵盖了缓存,写缓冲区,寄存器以及其余的硬件和编译器优化。
总结:什么是Java内存模型:java内存模型简称jmm,定义了一个线程对另一个线程可见。共享变量寄存在主内存中,每个线程都有本人的本地内存,当多个线程同时拜访一个数据的时候,可能本地内存没有及时刷新到主内存,所以就会产生线程平安问题。
Volatile 关键字
什么是 Volatile 关键字?
答:Volatile 关键字的作用是变量在多个线程之间可见。
class ThreadVolatileDemo extends Thread {
public boolean flag = true;
@Override
public void run() {
System.out.println("开始执行子线程....");
while (flag) {
}
System.out.println("线程进行");
}
public void setRuning(boolean flag) {
this.flag = flag;
}
}
public class ThreadVolatile {
public static void main(String[] args) throws InterruptedException {
ThreadVolatileDemo threadVolatileDemo = new ThreadVolatileDemo();
threadVolatileDemo.start();
Thread.sleep(3000);
threadVolatileDemo.setRuning(false);
System.out.println("flag 曾经设置成false");
Thread.sleep(1000);
System.out.println(threadVolatileDemo.flag);
}
}
曾经将后果设置为fasle为什么?还始终在运行呢。
起因:线程之间是不可见的,读取的是正本,没有及时读取到主内存后果。
解决办法:应用Volatile关键字将解决线程之间可见性, 强制线程每次读取该值的时候都去“主内存”中取值
Volatile非原子性
public class VolatileNoAtomic extends Thread {
private static volatile int count;
// private static AtomicInteger count = new AtomicInteger(0);
private static void addCount() {
for (int i = 0; i < 1000; i++) {
count++;
// count.incrementAndGet();
}
System.out.println(count);
}
public void run() {
addCount();
}
public static void main(String[] args) {
VolatileNoAtomic[] arr = new VolatileNoAtomic[100];
for (int i = 0; i < 10; i++) {
arr[i] = new VolatileNoAtomic();
}
for (int i = 0; i < 10; i++) {
arr[i].start();
}
}
}
后果发现 数据不同步,因为Volatile不必具备原子性。
AtomicInteger原子类
AtomicInteger是一个提供原子操作的Integer类,通过线程平安的形式操作加减。
public class VolatileNoAtomic extends Thread {
static int count = 0;
private static AtomicInteger atomicInteger = new AtomicInteger(0);
@Override
public void run() {
for (int i = 0; i < 1000; i++) {
//等同于i++
atomicInteger.incrementAndGet();
}
System.out.println(count);
}
public static void main(String[] args) {
// 初始化10个线程
VolatileNoAtomic[] volatileNoAtomic = new VolatileNoAtomic[10];
for (int i = 0; i < 10; i++) {
// 创立
volatileNoAtomic[i] = new VolatileNoAtomic();
}
for (int i = 0; i < volatileNoAtomic.length; i++) {
volatileNoAtomic[i].start();
}
}
}
volatile与synchronized区别
仅靠volatile不能保障线程的安全性。(原子性)
volatile轻量级,只能润饰变量。synchronized重量级,还可润饰办法;
volatile只能保证数据的可见性,不能用来同步,因为多个线程并发拜访volatile润饰的变量不会阻塞。
synchronized 不仅保障可见性,而且还保障原子性,因为,只有取得了锁的线程能力进入临界区,从而保障临界区中的所有语句都全副执行。多个线程争抢synchronized锁对象时,会呈现阻塞。
最初
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