Java小白入門 ———— 多執行緒之間實現同步（二）
2020-10-22 11:00:11
Java小白入門 ———— 多執行緒之間實現同步（二）
一. 什麼是執行緒安全：
為什麼會存線上程安全問題：
當多個執行緒同時共用同一全域性變數或靜態變數時，在做讀操作時不會傳送資料衝突，而在做寫操作時可能會傳送資料衝突問題，就會出現執行緒安全問題。
二. 案例：
背景： 某工廠需拖運100T貨物，找了3家託運公司，用多執行緒模擬託運情況。
程式碼如下：
/**
* @author MuXin
* @date 2020/10/21 16:11
*
* 某工廠需拖運100T貨物，找了3家託運公司，用多執行緒模擬託運情況。
*/
public class ThreadDemo {
public static void main(String[] args) {
ThreadGoods threadGoods = new ThreadGoods();
Thread threadA = new Thread(threadGoods, "A公司");
Thread threadB = new Thread(threadGoods, "B公司");
Thread threadC = new Thread(threadGoods, "C公司");
threadA.start();
threadB.start();
threadC.start();
}
static class ThreadGoods implements Runnable {
//貨物總量
private int goods = 100;
@Override
public void run() {
while (goods > 0) {
try {
//等待0.1s
Thread.sleep(100);
} catch (Exception e) {
}
//執行運貨操作
System.out.println(Thread.currentThread().getName()+",搬運第"+(101-goods)+"T貨物");
goods--;
}
}
}
}
輸出結果：
當多個執行緒共用同一個全域性成員變數時，做寫的操作可能會發生資料衝突問題。
三. 執行緒安全解決方案：
1. 使用同步程式碼塊
將可能出現問題的程式碼塊包裹起來。
/**
* @author MuXin
* @date 2020/10/21 16:11
* <p>
* 某工廠需拖運100T貨物，找了3家託運公司，用多執行緒模擬託運情況。
*/
public class ThreadDemo {
public static void main(String[] args) {
ThreadGoods threadGoods = new ThreadGoods();
Thread threadA = new Thread(threadGoods, "A公司");
Thread threadB = new Thread(threadGoods, "B公司");
Thread threadC = new Thread(threadGoods, "C公司");
threadA.start();
threadB.start();
threadC.start();
}
static class ThreadGoods implements Runnable {
//自定義多執行緒同步鎖
private Object mutex = new Object();
//貨物總量
private int goods = 100;
@Override
public void run() {
while (goods > 0) {
try {
//等待0.1s
Thread.sleep(100);
} catch (Exception e) {
}
synchronized (mutex) {
if(goods > 0) {
try {
//等待0.1s
Thread.sleep(100);
} catch (Exception e) {
}
//執行運貨操作
System.out.println(Thread.currentThread().getName() + ",搬運第" + (101 - goods) + "T貨物");
goods--;
}
}
}
}
}
}
執行結果：
2. 使用同步函數（synchronized鎖）
在方法上修飾synchronized稱為同步函數；
synchronized使用的鎖是this鎖。
/**
* @author MuXin
* @date 2020/10/21 16:11
* <p>
* 某工廠需拖運100T貨物，找了3家託運公司，用多執行緒模擬託運情況。
*/
public class ThreadGoods implements Runnable {
//貨物總量
private int goods = 100;
//自定義多執行緒同步鎖
private Object mutex = new Object();
@Override
public void run() {
while (goods > 0) {
try {
//等待0.1s
Thread.sleep(100);
} catch (Exception e) {
}
moveGoods();
}
}
public synchronized void moveGoods() {
if (goods > 0) {
try {
//等待0.1s
Thread.sleep(100);
} catch (Exception e) {
}
//執行運貨操作
System.out.println(Thread.currentThread().getName() + ",搬運第" + (101 - goods) + "T貨物");
goods--;
}
}
}
執行結果：
3. 靜態同步函數
在方法上加static關鍵字，使用synchronized關鍵詞修飾，或者使用類.class檔案；
靜態同步函數使用的鎖是該函數所屬位元組碼檔案物件。
/**
* @author MuXin
* @date 2020/10/21 16:11
* <p>
* 某工廠需拖運100T貨物，找了3家託運公司，用多執行緒模擬託運情況。
*/
public class ThreadGoods implements Runnable {
//貨物總量
private int goods = 100;
//自定義多執行緒同步鎖
private Object mutex = new Object();
@Override
public void run() {
while (goods > 0) {
try {
//等待0.1s
Thread.sleep(100);
} catch (Exception e) {
}
moveGoods();
}
}
public void moveGoods() {
synchronized (ThreadGoods.class) {
if (goods > 0) {
try {
//等待0.1s
Thread.sleep(100);
} catch (Exception e) {
}
//執行運貨操作
System.out.println(Thread.currentThread().getName() + ",搬運第" + (101 - goods) + "T貨物");
goods--;
}
}
}
}
執行結果：
四. 多執行緒死鎖：
1. 什麼是多執行緒死鎖：
在同步中巢狀同步，俗稱套娃，導致鎖無法釋放。
2. 如何避免死鎖：
1. 加鎖順序（執行緒按照一定的順序加鎖）
2. 加鎖時限（執行緒嘗試獲取鎖的時候加上一定的時限，超過時限則放棄對該鎖的請求，並釋放自己佔有的鎖）
3. 死鎖檢測
五. 常見面試題：
1. 什麼是執行緒安全
當多個執行緒同時共用，同一個全域性變數或靜態變數，做寫的操作時，可能會發生資料衝突問題，也就是執行緒安全問題。
2. 如何解決多執行緒之間的執行緒安全問題？
1. 使用同步程式碼塊；
2. 使用 synchronized 鎖；
3. 使用靜態同步函數。
3. 為什麼使用執行緒同步或使用鎖之後能解決執行緒安全問題？
當會發生資料衝突問題時，使得同一時間只能執行一個執行緒，其他執行緒處於阻塞狀態，在執行完之後釋放鎖，交給下一個執行緒執行。
4. 什麼是多執行緒之間的同步？
在多執行緒情況下，當多個執行緒共用統一資源時，不會受到其他執行緒的影響。
5. 什麼是同步程式碼塊？
就是將可能出現執行緒安全的程式碼包裹起來，使得同一時間只能有一個執行緒執行被包裹的程式碼，其他執行緒處於阻塞狀態。
6. 同步程式碼塊和同步函數的區別？
同步程式碼塊是自定義鎖（明鎖）
同步函數是使用的 this 鎖
7. 同步函數和靜態同步函數的區別？/ 例如現在一個靜態方法和一個非靜態靜態怎麼實現同步？
同步函數使用的 this 鎖；
靜態同步函數使用的是位元組碼檔案，即類.class
8. 什麼是死鎖？
同步中巢狀同步，俗稱套娃。