Java同步異步相關(guān)知識點(diǎn)

1、Java同步、異步相關(guān)知識點(diǎn)關(guān)鍵字: java同步、異步相關(guān)知識點(diǎn)一、關(guān)鍵字：thread（線程）、thread-safe(線程安全)、intercurrent（并發(fā)的）synchronized(同步的)、asynchronized(異步的)、volatile（易變的）、atomic（原子的）、share（共享）二、總結(jié)背景：一次讀寫共享文件編寫，嚯，好家伙，竟然揪出這些零碎而又是一路的知識點(diǎn)。于是乎，Google和翻閱了Java參考大全、Effective Java Second Edition，特此總結(jié)一下供日后工作學(xué)習(xí)參考。三、概念：1、 什么時候必須同步？什么叫同步？如何同步？ 要跨線

2、程維護(hù)正確的可見性，只要在幾個線程之間共享非 final 變量，就必須使用 synchronized（或 volatile）以確保一個線程可以看見另一個線程做的更改。為了在線程之間進(jìn)行可靠的通信，也為了互斥訪問，同步是必須的。這歸因于java語言規(guī)范的內(nèi)存模型，它規(guī)定了：一個線程所做的變化何時以及如何變成對其它線程可見。因?yàn)槎嗑€程將異步行為引進(jìn)程序，所以在需要同步時，必須有一種方法強(qiáng)制進(jìn)行。例如：如果2個線程想要通信并且要共享一個復(fù)雜的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)，如鏈表，此時需要確保它們互不沖突，也就是必須阻止B線程在A線程讀數(shù)據(jù)的過程中向鏈表里面寫數(shù)據(jù)（A獲得了鎖，B必須等A釋放了該鎖）。為了達(dá)到這個目的，j

3、ava在一個舊的的進(jìn)程同步模型監(jiān)控器（Monitor）的基礎(chǔ)上實(shí)現(xiàn)了一個巧妙的方案：監(jiān)控器是一個控制機(jī)制，可以認(rèn)為是一個很小的、只能容納一個線程的盒子，一旦一個線程進(jìn)入監(jiān)控器，其它的線程必須等待，直到那個線程退出監(jiān)控為止。通過這種方式，一個監(jiān)控器可以保證共享資源在同一時刻只可被一個線程使用。這種方式稱之為同步。（一旦一個線程進(jìn)入一個實(shí)例的任何同步方法，別的線程將不能進(jìn)入該同一實(shí)例的其它同步方法，但是該實(shí)例的非同步方法仍然能夠被調(diào)用）。錯誤的理解：同步嘛，就是幾個線程可以同時進(jìn)行訪問。同步和多線程關(guān)系：沒多線程環(huán)境就不需要同步;有多線程環(huán)境也不一定需要同步。鎖提供了兩種主要特性：互斥（mutua

4、l exclusion） 和可見性（visibility）?；コ饧匆淮沃辉试S一個線程持有某個特定的鎖，因此可使用該特性實(shí)現(xiàn)對共享數(shù)據(jù)的協(xié)調(diào)訪問協(xié)議，這樣，一次就只有一個線程能夠使用該共享數(shù)據(jù)?？梢娦砸訌?fù)雜一些，它必須確保釋放鎖之前對共享數(shù)據(jù)做出的更改對于隨后獲得該鎖的另一個線程是可見的 如果沒有同步機(jī)制提供的這種可見性保證，線程看到的共享變量可能是修改前的值或不一致的值，這將引發(fā)許多嚴(yán)重問題小結(jié)：為了防止多個線程并發(fā)對同一數(shù)據(jù)的修改，所以需要同步，否則會造成數(shù)據(jù)不一致（就是所謂的：線程安全。如java集合框架中 Hashtable和Vector是線程安全的。我們的大部分程序都不是線程安全的

5、，因?yàn)闆]有進(jìn)行同步，而且我們沒有必要，因?yàn)榇蟛糠智闆r根本沒有多線程環(huán)境）。2、 什么叫原子的（原子操作）？ Java原子操作是指：不會被打斷地的操作。（就是做到互斥 和可見性？！）那難道原子操作就可以真的達(dá)到線程安全同步效果了嗎？實(shí)際上有一些原子操作不一定是線程安全的。那么，原子操作在什么情況下不是線程安全的呢？也許是這個原因?qū)е碌模簀ava線程允許線程在自己的內(nèi)存區(qū)保存變量的副本。允許線程使用本地的私有拷貝進(jìn)行工作而非每次都使用主存的值是為了提高性能（本人愚見：雖然原子操作是線程安全的，可各線程在得到變量（讀操作）后，就是各自玩弄自己的副本了，更新操作（寫操作）因未寫入主存中，導(dǎo)致其它線程不

6、可見）。那該如何解決呢？因此需要通過java同步機(jī)制。 在java中，32位或者更少位數(shù)的賦值是原子的。在一個32位的硬件平臺上，除了double和long型的其它原始類型通常都是使用32位進(jìn)行表示，而double和long通常使用64位表示。另外，對象引用使用本機(jī)指針實(shí)現(xiàn)，通常也是32位的。對這些32位的類型的操作是原子的。 這些原始類型通常使用32位或者64位表示，這又引入了另一個小小的神話：原始類型的大小是由語言保證的。這是不對的。java語言保證的是原始類型的表數(shù)范圍而非JVM中的存儲大小。因此，int型總是有相同的表數(shù)范圍。在一個JVM上可能使用32位實(shí)現(xiàn)，而在另一個JVM上可能是6

7、4位的。在此再次強(qiáng)調(diào)：在所有平臺上被保證的是表數(shù)范圍，32位以及更小的值的操作是原子的。 3、 不要搞混了：同步、異步舉個例子：普通B/S模式（同步）AJAX技術(shù)（異步）同步：提交請求->等待服務(wù)器處理->處理完返回 這個期間客戶端瀏覽器不能干任何事異步：請求通過事件觸發(fā)->服務(wù)器處理（這是瀏覽器仍然可以作其他事情）->處理完畢可見，彼“同步”非此“同步”我們說的java中的那個共享數(shù)據(jù)同步（synchronized）一個同步的對象是指行為（動作），一個是同步的對象是指物質(zhì)（共享數(shù)據(jù)）。4、 Java同步機(jī)制有4種實(shí)現(xiàn)方式：（部分引用網(wǎng)上資源） ThreadLocal

8、synchronized( ) wait() 與 notify() volatile目的：都是為了解決多線程中的對同一變量的訪問沖突ThreadLocal ThreadLocal 保證不同線程擁有不同實(shí)例，相同線程一定擁有相同的實(shí)例，即為每一個使用該變量的線程提供一個該變量值的副本，每一個線程都可以獨(dú)立改變自己的副本，而不是與其它線程的副本沖突。優(yōu)勢：提供了線程安全的共享對象與其它同步機(jī)制的區(qū)別：同步機(jī)制是為了同步多個線程對相同資源的并發(fā)訪問，是為了多個線程之間進(jìn)行通信；而 ThreadLocal 是隔離多個線程的數(shù)據(jù)共享，從根本上就不在多個線程之間共享資源，這樣當(dāng)然不需要多個線程進(jìn)行同步了。

9、volatile volatile 修飾的成員變量在每次被線程訪問時，都強(qiáng)迫從共享內(nèi)存中重讀該成員變量的值。而且，當(dāng)成員變量發(fā)生變化時，強(qiáng)迫線程將變化值回寫到共享內(nèi)存。 優(yōu)勢：這樣在任何時刻，兩個不同的線程總是看到某個成員變量的同一個值。 緣由：Java 語言規(guī)范中指出，為了獲得最佳速度，允許線程保存共享成員變量的私有拷貝，而且只當(dāng)線程進(jìn)入或者離開同步代碼塊時才與共享成員變量的原始值對比。這樣當(dāng)多個線程同時與某個對象交互時，就必須要注意到要讓線程及時的得到共享成員變量的變化。而 volatile 關(guān)鍵字就是提示 VM ：對于這個成員變量不能保存它的私有拷貝，而應(yīng)直接與共享成員變量交互。 使用技

10、巧：在兩個或者更多的線程訪問的成員變量上使用 volatile 。當(dāng)要訪問的變量已在 synchronized 代碼塊中，或者為常量時，不必使用。 線程為了提高效率，將某成員變量(如A)拷貝了一份（如B），線程中對A的訪問其實(shí)訪問的是B。只在某些動作時才進(jìn)行A和B的同步，因此存在A和B不一致的情況。volatile就是用來避免這種情況的。 volatile告訴jvm，它所修飾的變量不保留拷貝，直接訪問主內(nèi)存中的（讀操作多時使用較好；線程間需要通信，本條做不到） Volatile 變量具有 synchronized 的可見性特性，但是不具備原子特性。這就是說線程能夠自動發(fā)現(xiàn) volatile 變

11、量的最新值。Volatile 變量可用于提供線程安全，但是只能應(yīng)用于非常有限的一組用例：多個變量之間或者某個變量的當(dāng)前值與修改后值之間沒有約束。 您只能在有限的一些情形下使用 volatile 變量替代鎖。要使 volatile 變量提供理想的線程安全，必須同時滿足下面兩個條件：對變量的寫操作不依賴于當(dāng)前值；該變量沒有包含在具有其他變量的不變式中。sleep() vs wait() sleep是線程類（Thread）的方法，導(dǎo)致此線程暫停執(zhí)行指定時間，把執(zhí)行機(jī)會給其他線程，但是監(jiān)控狀態(tài)依然保持，到時后會自動恢復(fù)。調(diào)用 sleep不會釋放對象鎖。 wait是Object類的方法，對此對象調(diào)用wa

12、it方法導(dǎo)致本線程放棄對象鎖，進(jìn)入等待此對象的等待鎖定池，只有針對此對象發(fā)出notify方法（或 notifyAll）后本線程才進(jìn)入對象鎖定池準(zhǔn)備獲得對象鎖進(jìn)入運(yùn)行狀態(tài)。（如果變量被聲明為volatile，在每次訪問時都會和主存一致；如果變量在同步方法或者同步塊中被訪問，當(dāng)在方法或者塊的入口處獲得鎖以及方法或者塊退出時釋放鎖時變量被同步。）四、例子：Demo1:package test.thread;/* author ydj*/class SynTest /非同步 static void method(Thread thread) try Thread.sleep(2000); catch(

13、Exception ex) ex.printStackTrace(); /同步方式一：同步方法 synchronized static void method1(Thread thread)/這個方法是同步的方法，每次只有一個線程可以進(jìn)來 try Thread.sleep(2000); catch(Exception ex) ex.printStackTrace(); /同步方式二：同步代碼塊 static void method2(Thread thread) synchronized(SynTest.class) try Thread.sleep(2000); catch(Exceptio

14、n ex) ex.printStackTrace(); /同步方式三：使用同步對象鎖 private static Object _lock1=new Object(); private static byte _lock2=;/據(jù)說，此鎖更可提高性能。源于：鎖的對象越小越好 static void method3(Thread thread) synchronized(_lock1) try Thread.sleep(2000); catch(Exception ex) ex.printStackTrace(); public static void main(String args) /啟

15、動3個線程，這里用了匿名類 for(int i=0;i<3;i+) new Thread() public void run() method(this); /method1(this); /method2(this); /method3(this); .start(); /* 執(zhí)行method()方法結(jié)果： begin Thread-0 begin Thread-2 begin Thread-1 end Thread-1 end Thread-0 end Thread-2 說明了:在沒有同步限制的條件下,多個線程可以同時進(jìn)入一個對象的方法中操作。 這樣對共享可變數(shù)據(jù)是不安全的，即常說的

16、：非線程安全（non thread-safe）。*/* 執(zhí)行method1()/method2()/method3()方法結(jié)果(可能線程進(jìn)入的順序不同)： begin Thread-0 end Thread-0 begin Thread-1 end Thread-1 begin Thread-2 end Thread-2 說明了:在同步限制的條件下,同時只可有一個線程進(jìn)入一個對象的方法中操作，其它線程必須等待先它的線程退出后才可進(jìn)入。 這樣可保證共享可變數(shù)據(jù)是安全的，即常說的：線程安全（thread-safe ）。*/Demo2:package test.thread;/* author yd

17、j*/public class SynTest2 public static void main(String args) Callme target=new Callme(); Caller ob1=new Caller(target,"Hello"); Caller ob2=new Caller(target,"Synchronized"); Caller ob3=new Caller(target,"World"); class Callme /* * 有和沒有synchronized的時候，結(jié)果是不一樣的 */ synchro

18、nized void test() LogUtil.log("測試是否是：一旦一個線程進(jìn)入一個實(shí)例的任何同步方法，別的線程將不能進(jìn)入該同一實(shí)例的其它同步方法，但是該實(shí)例的非同步方法仍然能夠被調(diào)用"); void nonsynCall(String msg) LogUtil.log(""+msg); LogUtil.log(""); synchronized void synCall(String msg) LogUtil.logPrint(""+msg); LogUtil.log(""); class Caller implements Runnable String msg; Callme target; Thread t; Caller(Callme t