java多线程(3.0)

发布于:2025-05-01 ⋅ 阅读:(14) ⋅ 点赞:(0)

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synchronized的使用方法

1.最常见的是synchronized 修饰代码块,并指定锁对象。 

2.当 synchronized 修饰实例方法时,锁对象是当前实例(this)

3.当 synchronized 修饰静态方法时,锁对象是当前类的 Class类对象。对于一个类来说,只有一个唯一的calss类对象。

synchronized 的特性

互斥性

锁的可重入性 

死锁的情况

如何避免死锁

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上节课的时候我们讨论了多线程安全问题,讲到了关键字——synchronized,我们讲了其中的一种synchronized的使用方法,这节课我们先来学习它的其他用法

synchronized的使用方法

1.最常见的是synchronized 修饰代码块,并指定锁对象。 

package thread;

import java.util.Vector;

class Counter {
    public int count = 0;

    public void add() {
            count++;
    }

}

public class Demo16 {
    public static void main(String[] args) throws InterruptedException {
        Counter counter = new Counter();

        Thread t1 = new Thread(() -> {
            for (int i = 0; i < 50000; i++) {
                synchronized (counter) {
                    counter.add();
                }
            }
        });

        Thread t2 = new Thread(() -> {
            for (int i = 0; i < 50000; i++) {
                synchronized (counter) {
                    counter.add();
                }
            }
        });

        t1.start();
        t2.start();
        t1.join();
        t2.join();

        System.out.println("counter=" + counter.count);

    }
}

2.当 synchronized 修饰实例方法时,锁对象是当前实例(this

public class Counter {
    private int count = 0;
 
    
    public synchronized void increment() {
        count++;
    }//该代码约等于如下代码
 
      public  void increment() {
       synchronized(this){
        count++;
    }
}
 
 
    public int getCount() {
        return count;
    }
}
  • 多个线程调用同一个 Counter 实例的 increment() 方法时,同一时间只有一个线程能够执行该方法。

  • 锁对象是当前实例(this)。

3.当 synchronized 修饰静态方法时,锁对象是当前类的 Class类对象。对于一个类来说,只有一个唯一的calss类对象。

public class Counter {
    private int count = 0;
 
    
    public static synchronized void increment() {
        count++;
    }//该代码约等于如下代码
 
      public static void increment() {
       synchronized(Counter.class){
        count++;
    }
}
 
 
    public int getCount() {
        return count;
    }
}

synchronized 的特性

互斥性
  • synchronized 确保同一时间只有一个线程能够执行被保护的代码块或方法。

  • 其他线程必须等待当前线程释放锁后才能获取锁并执行代码。

锁的可重入性 
static class Counter {
    public int count = 0;
    synchronized void increase() {
        count++;
   }
    synchronized void increase2() {
        increase();
   }
}

如果用该代码,按照之前对于锁的设定, 第二次加锁的时候, 该线程就会阻塞等待. 直到第一次的锁被释放, 才能获取到第二个锁. 但是释放第一个锁也是由该线程来完成, 结果这个线程已经堵塞了, 也就无法进行解锁操作. 这时候就会 死锁.
这样的锁称为 不可重入锁.

那么可重入锁就是
• 一个对象可以多次在同一个线程内连续加锁,而不会导致死锁。
• 在同一个线程连续加锁时,每次加锁,锁的计数器加 1;每次释放锁时,计数器减 1。只有当计数器为 0 时,锁才会被完全释放。

死锁的情况

 虽然在synchronized中连续加锁不会出现死锁,但还有其他很多情况会出现死锁,

 比如嵌套锁导致的死锁

package thread;

public class Demo17 {
    private static Object locker1 = new Object();
    private static Object locker2 = new Object();

    public static void main(String[] args) {
        Thread t1 = new Thread(() -> {
            synchronized (locker1) {
                System.out.println("t1 加锁 locker1 完成");

                // 这里的 sleep 是为了确保, t1 和 t2 都先分别拿到 locker1 和 locker2 然后在分别拿对方的锁.
                // 如果没有 sleep 执行顺序就不可控, 可能出现某个线程一口气拿到两把锁, 另一个线程还没执行呢, 无法构造出死锁.
                try {
                    Thread.sleep(1000);
                } catch (InterruptedException e) {
                    throw new RuntimeException(e);
                }

                synchronized (locker2) {
                    System.out.println("t1 加锁 locker2 完成");
                }
            }
        });

        Thread t2 = new Thread(() -> {
            synchronized (locker1) {
                System.out.println("t2 加锁 locker1 完成");

                try {
                    Thread.sleep(1000);
                } catch (InterruptedException e) {
                    throw new RuntimeException(e);
                }

                synchronized (locker2) {
                    System.out.println("t2 加锁 locker2 完成");
                }
            }
        });

        t1.start();
        t2.start();
    }
}

 运行这段代码后,程序会陷入死锁

死锁原因

  1. 线程1 先获取了 lock1,然后试图获取 lock2

  2. 线程2 先获取了 lock2,然后试图获取 lock1

  3. 此时,线程1和线程2都在等待对方释放锁,但它们又都持有对方需要的锁,导致死锁。

如何避免死锁

经典案例:哲学家吃面条问题; 

避免死锁问题只需要打破上述四点的其中一点即可,对于第一点和第二点对于Java中是打破不了的,他们都是synchronized的基本特性
从第三点来看,不要让锁嵌套获取即可(但是有的时候必须嵌套,那就破除循环等待)
第四点破除循环等待:约定好加锁的顺序,让所有的线程都按照约定要的顺序来获取锁。

避免死锁问题只需要打破上述四点的其中一点即可,对于第一点和第二点对于Java中是打破不了的,他们都是synchronized的基本特性
从第三点来看,不要让锁嵌套获取即可(但是有的时候必须嵌套,那就破除循环等待)
第四点破除循环等待:约定好加锁的顺序,让所有的线程都按照约定要的顺序来获取锁

这个时候5号哲学家要拿1号筷子,但是一号筷子被1号哲学家拿着,所以5号哲学家只能等着,等1号哲学家用完。这样就不会有死锁了


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