Java多线程编程核心技术

第1章 Java多线程技能

  1. 在Java中有以下3种方法可以终止正在运行的线程:
    1)使用退出标志,使线程正常退出,也就是当run方法完成后线程终止。
    2)使用stop方法强行终止线程,但是不推荐使用这个方法,因为stop和suspend及resume一样,都是作废过期的方法,使用它们可能产生不可预料的结果。
    3)使用interrupt方法中断线程。
    调用interrupt()方法仅仅是在当前线程中打了一个停止的标记,并不是真的停止线程。
  2. 判断线程是否是停止状态
    1)this.interrupted():测试当前线程是否已经中断。
    2)this.isInterrupted():测试线程能够是否已经中断。
    interrupted()方法具有清除状态的功能。
  3. yield方法
    yield()方法的作用是放弃当前的CPU资源,将他让给其他的任务去占用CPU执行时间。但放弃的时间不确定,有可能刚刚放弃,马上又获得CPU时间片。
  4. 线程的优先级
    在Java中,线程的优先级具有继承性,比如A线程启动B线程,则B线程的优先级与A是一样的。

第2章 对象及变量的并发访问

2.1 synchronized同步方法

  1. 方法内的变量为线程安全,这是方法内部的变量是私有的特性造成的。
  2. 实例变量非线程安全。
  3. 在两个线程访问同一个对象中的同步方法时一定是线程安全的。
  4. 关键字synchronized取得的锁都是对象锁,而不是把一段代码或方法当作锁。
  5. 调用用关键字synchronized声明的方法一定是排队运行的。另外需要牢牢记住“共享”这两个字,只有共享资源的读写访问才需要同步化,如果不是共享资源,那么根本就没有同步的必要。
  6. 当A线程调用anyObject对象加入synchronized关键字的X方法时,A线程就获得了X方法锁,更准确地讲,是获得了对象的锁,所以其他线程必须等A线程执行完毕才可以调用X方法,但B线程可以随意调用其他的非synchronized同步方法。当A线程调用anyObject对象加入synchronized关键字的X方法时,A线程就获得了X方法所在对象的锁,所以其他线程必须等A线程执行完毕才可以调用X方法,而B线程如果调用了synchronized关键字的非X方法时,必须等A线程将X方法执行完,也就是释放对象锁后才可以调用。这时A线程已经执行了一个完整的任务,也就是说username和password这两个实例变量已经同时被赋值,不存在脏读的基本环境。
  7. synchronized锁重入:关键字synchronized拥有锁重入的功能,也就是在使用synchronized时,当一个线程得到一个对象锁后,再次请求此对象锁时是可以再次得到该对象的锁的。
  8. 当一个线程执行的代码出现异常时,其所持有的锁会自动释放。
  9. 同步不可以继承。

2.2 synchronized同步语句块

用关键字synchronized声明方法在某些情况下是有弊端的,比如A线程调用同步方法执行一个长时间的任务,那么B线程则必须等待比较长时间。在这样的情况下可以使用synchronized同步语句块来解决。

在使用同步synchronized(this)代码块时需要注意的是,当一个线程访问object的一个synchronized(this)同步代码块时,其他线程对同一个object中所有其他synchronized(this)同步代码块的访问将被阻塞,这说明synchronized使用的“对象监视器”是一个。

和synchronized方法一样,synchronized(this)代码块也是锁定当前对象的。

多个线程调用同一个对象中的不同名称的synchronized同步方法或synchronized(this)同步代码块时,调用的效果就是按顺序执行,也就是同步的,阻塞的。

这说明synchronized同步方法或synchronized(this)同步代码块分别有两种作用。

(1)synchronized同步方法
1)对其他synchronized同步方法或synchronized(this)同步代码块调用呈阻塞状态。
2)同一时间只有一个线程可以执行synchronized同步方法中的代码。
(2)synchronized(this)同步代码块
1)对其他synchronized同步方法或synchronized(this)同步代码块调用呈阻塞状态。
2)同一时间只有一个线程可以执行synchronized同步代码块中的代码。

如果在一个类中有很多个synchronized方法,这时虽然能实现同步,但会受到阻塞,所以影响运行效率;但如果使用同步代码块锁非this对象,则synchronized(非this)代码块中的程序与同步方法是异步的,不与其他锁this同步方法争抢this锁,则可大大提高运行效率。

使用“synchronized(非this对象x)同步代码块”格式进行同步操作时,对象监视器必须是同一个对象。如果不是同一个对象监视器,运行的结果就是异步调用了,就会交叉运行。

1)当多个线程同时执行synchronized(X){}同步代码块时呈同步效果。
2)当其他线程执行x对象中synchronized同步方法时呈同步效果。
3)当其他线程执行x对象方法里面的synchronized(this)代码块时也呈现同步效果。
但需要注意:如果其他线程调用不加synchronized关键字的方法时,还是异步调用。

关键字volatile的主要作用是使变量在多个线程间可见。

关键字volatile的作用是强制从公共堆栈中取得变量的值,而不是从线程私有数据栈中取得变量的值。

synchronized和volatile比较:

  • 关键字volatile是线程同步的轻量级实现,所以volatile性能肯定比synchronized要好,并且volatile只能修饰于变量,而synchronized可以修饰方法,以及代码块。
  • 多线程访问volatile不会发生阻塞,而synchronized会出现阻塞。
  • volatile能保证数据的可见性,但不能保证原子性;而synchronized可以保证原子性,也可以间接保证可见性,因为它会将私有内存和公共内存中的数据做同步。
  • 关键字volatile解决的是变量在多个线程之间的可见性;而synchronized关键字解决的是多个线程之间访问资源的同步性。

第3章 线程间通信

方法wait()的作用是使当前执行代码的线程进行等待,wait()方法是Object类的方法,该方法用来将当前线程置入“预执行队列”中,并且在wait()所在的代码行处停止执行,直到接到通知或被中断为止。在调用wait()之前,线程必须获得该对象的对象级别锁,即只能在同步方法或同步块中调用wait()方法。在执行wait()方法后,当前线程释放锁。在从wait()返回前,线程与其他线程竞争重新获得锁。如果调用wait()时没有持有适当的锁,则抛出IllegalMonitorStateException,它是RuntimeException的一个子类,因此,不需要try-catch语句进行捕获异常。
方法notify()也要在同步方法或同步块中调用,即在调用前,线程也必须获得该对象的对象级别锁。如果调用notify()时灭有持有适当的锁,也会抛出IllegalMonitorStateException。该方法用来通知那些可能等待该对象的对象锁的其他线程,对其发出通知notify,并使它等待获取该对象的对象锁。需要说明的是,在执行notify()方法后,当前线程不会马上释放该对象锁,呈wait状态的线程也并不能马上获取该对象锁,要等到执行notify()方法的线程将程序执行完,也就是退出synchronized代码块后,当前线程才会释放锁,而呈wait状态所在的线程才可以获取该对象锁。当第一个获得了该对象锁的wait线程运行完毕以后,它会释放掉该对象锁,此时如果该对象没有再次使用notify语句,则即便该对象已经空闲,其他wait状态等待的线程由于没有得到该对象的通知,还会继续阻塞在wait状态,直到这个对象发出一个notify或nofityAll。
用一句话来总结一下wait和notify:wait使线程停止运行,而notify使停止的线程继续运行。

关键字synchronized可以将任何一个Object对象作为同步对象来看待,而Java为每个Object都实现了wait()和notify()方法,它们必须用在被synchronized同步的Object的临界区内。通过调用wait()方法可以使处于临界区内的线程进入等待状态,同时释放被同步对象的锁。而notify操作可以唤醒一个因调用了wait操作而处于阻塞状态中的线程,使其进入就绪状态。被重新唤醒的线程会试图重新获得临界区的控制权,也就是锁,并继续执行临界区内wait之后的代码。如果发出notify操作时没有处于阻塞状态中的线程,那么该命令会被忽略。
wait()方法可以使调用该方法的线程释放共享资源的锁,然后从运行状态退出,进入等待队列,直到被再次唤醒。
notify()方法可以随机唤醒等待队列中等待同一共享资源的“一个”线程,并使该线程退出等待队列,进入可运行状态,也就是notify()方法仅通知“一个”线程。
notifyAll()方法可以使所有正在等待队列中等待同一共享资源的“全部”线程从等待状态退出,进入可运行状态。此时,优先级最高的那个线程最先执行,但也有可能是随机执行,因为这要取决于JVM虚拟机的实现。

当方法wait()被执行后,锁被自动释放,但执行完notify()方法,锁却不自动释放。

带一个参数的wait(long)方法的功能是等待某一时间内是否有线程对锁进行唤醒,如果超过这个时间则自动唤醒。

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