线程同步
一、线程相关的三个问题
- 竞态条件 多个线程竞争同一个实例的变量的时候,可能会出现,两个线程都在读取了这个变量,有一个对其修改,另外一个线程此时获取到的变量是原值。
- 数据竞争 数据竞争是指两条或者两条以上的线程,并发执行同一块内存区域,同时其中至少有一条是为了写,而且线程之间如果没有得到协调对这个区域的访问。
- 缓存变量 jvm和操作系统会协调寄存器或者处理器当中的缓存变量,而不是依赖主存。每条线程都会有其自己的变量拷贝,其他线程线程看不到非自身的变量拷贝的更改。
二、同步的定义
同步是jvm的一个特性,旨在保证两个或两个以上的并发线程不会同时执行同一个临界区,临界区就以串行的方式访问的一段代码。
三、互斥锁
其他线程在临界区当中的时候每条线程对同一个临界区的访问都会互斥地执行,这种同步的属性成为互斥。线程获取到的锁成为互斥锁
四、同步的可见性
可见性能保证一条线程在临界区执行的时候总是能共享变量最近的修改,当进入临界区时,它从主存中读取这个变量,离开时把变量的值写入主存
五、活跃性
活跃性代表着某件正确的事情终究会发生。活跃性失败的发生在应用程序触及一种无法执行的状态。
六、CAS
CAS是JDK提供的非阻塞原子性操作,它通过硬件保证比较、更新的原子性
七、线程同步的方式
同步方法:即有synchronized关键字修饰的方法。 由于java的每个对象都有一个内置锁,当用此关键字修饰方法时,内置锁会保护整个方法。在调用该方法前,需要获得内置锁,否则就处于阻塞状态。
同步代码块:即有synchronized关键字修饰的语句块。被该关键字修饰的语句块会自动被加上内置锁,从而实现同步。
使用特殊域变量(volatile)实现线程同步:(1)volatile关键字为域变量的访问提供了一种免锁机制;
(2)使用volatile修饰域相当于告诉虚拟机该域可能会被其他线程更新;
(3)因此每次使用该域就要重新计算,而不是使用寄存器中的值;
(4)volatile不会提供任何原子操作,它也不能用来修饰final类型的变量。
使用重入锁实现线程同步:ReentrantLock类是可重入、互斥、实现了Lock接口的锁, 它与使用synchronized方法和块具有相同的基本行为和语义,并且扩展了其能力。 ReenreantLock类的常用方法有:ReentrantLock() :创建一个ReentrantLock实例,lock() :获得锁,unlock() :释放锁
使用局部变量实现线程同步:通过本地线程变量对象ThreadLocal实现,a.ThreadLocal与同步机制都是为了解决多线程中相同变量的访问冲突问题;b.前者采用以”空间换时间”的方法,后者采用以”时间换空间”的方式。