Java线程安全与线程同步

Hello World, Hello Java Threads

Posted by Resulte on March 4, 2020

线程安全

如果有多个线程在同时运行,而这些线程可能会同时运行这段代码。程序每次运行结果和单线程运行的结果是一样的,而且其他的变量的值也和预期的是一样的,就是线程安全的。

线程安全问题都是由全局变量及静态变量引起的。若每个线程中对全局变量、静态变量只有读操作,而无写操作,一般来说,这个全局变量是线程安全的;若有多个线程同时执行写操作,一般都需要考虑线程同步, 否则的话就可能影响线程安全。

一言以蔽之,就是当我们使用多个线程访问同一资源的时候,且多个线程中对资源有写的操作,就容易出现线程安全问题。

在Java中,我们可以通过同步机制来解决线程安全问题,实现对资源的互斥访问。

实现线程同步的三种方式

为了保证每个线程都能正常执行原子操作,Java引入了线程同步机制。下面为实现进程同步的三种方式:

1. 同步代码块

同步代码块:使用 synchronized关键字可以用于方法中的某个区块中,表示只对这个区块的资源实行互斥访问。

格式:

synchronized(同步锁){ 
    需要同步操作的代码或可能出现线程安全的代码 
}

同步锁:

  1. 是一个锁对象,可以是任意类型。
  2. 多个线程对象,需要使用同一个同步锁。

注意:在任何时候,最多允许一个线程拥有同步锁,谁拿到锁就进入代码块,其他的线程只能被阻塞(BLOCKED)。

2. 同步方法

同步方法:使用synchronized修饰的方法,就叫做同步方法,保证当前线程执行该方法的时候,其他线程只能在方法外等着。

格式:

public synchronized void method(){ 
    可能会产生线程安全问题的代码 
}

同步锁是谁?

对于非static方法,同步锁就是this。

对于static方法,我们使用当前方法所在类的字节码对象(类名.class)。

3. Lock锁

java.util.concurrent.locks.Lock中提供了比synchronized代码块和synchronized方法更广泛的锁定操作, 同步代码块/同步方法具有的功能Lock都有,除此之外更强大,更体现面向象。

Lock锁也称同步锁,加锁与释放锁方法化了,如下:

  • public void lock() :加同步锁。
  • public void unlock() :释放同步锁。
public class Method implements Runnable{
    Lock lock = new ReentrantLock();
    @Override 
    public void run() {
        lock.lock();
        /* 可能会产生线程安全问题的代码  */
        lock.unlock();
    }
}