多线程的目的是为了最大限度的利用CPU资源。
Java编写程序都运行在在Java虚拟机(JVM)中,在JVM的内部,程序的多任务是通过线程来实现的。每用java命令启动一个java应用程序,就会启动一个JVM进程。在同一个JVM进程中,有且只有一个进程,就是它自己。在这个JVM环境中,所有程序代码的运行都是以线程来运行。
对于一个进程中的多个线程来说,多个线程共享进程的内存块,当有新的线程产生的时候,操作系统不分配新的内存,而是让新线程共享原有的进程块的内存。因此,线程间的通信很容易,速度也很快。不同的进程因为处于不同的内存块,因此进程之间的通信相对困难。
在Java程序中,JVM负责线程的调度。线程调度是值按照特定的机制为多个线程分配CPU的使用权。
调度的模式有两种:分时调度和抢占式调度。分时调度是所有线程轮流获得CPU使用权,并平均分配每个线程占用CPU的时间;抢占式调度是根据线程的优先级别来获取CPU的使用权。JVM的线程调度模式采用了抢占式模式。
在Java中,多线程的实现有两种方式:
扩展java.lang.Thread类
实现java.lang.Runnable接口
每个线程都有一个优先级,高优先级线程的执行优先于低优先级线程。每个线程都可以或不可以标记为一个守护程序。当某个线程中运行的代码创建一个新 Thread 对象时,该新线程的初始优先级被设定为创建线程的优先级,并且当且仅当创建线程是守护线程时,新线程才是守护程序。
当 Java 虚拟机启动时,通常都会有单个非守护线程(它通常会调用某个指定类的 main 方法)。Java 虚拟机会继续执行线程,直到下列任一情况出现时为止:
调用了 Runtime 类的 exit 方法,并且安全管理器允许退出操作发生。
非守护线程的所有线程都已停止运行,无论是通过从对 run 方法的调用中返回,还是通过抛出一个传播到 run 方法之外的异常。
synchronized,Java语言的关键字,当它用来修饰一个方法或者一个代码块的时候,能够保证在同一时刻最多只有一个线程执行该段代码。
一、当两个并发线程访问同一个对象object中的这个synchronized(this)同步代码块时,一个时间内只能有一个线程得到执行。另一个线程必须等待当前线程执行完这个代码块以后才能执行该代码块。
二、然而,当一个线程访问object的一个synchronized(this)同步代码块时,另一个线程仍然可以访问该object中的非synchronized(this)同步代码块。
三、尤其关键的是,当一个线程访问object的一个synchronized(this)同步代码块时,其他线程对object中所有其它synchronized(this)同步代码块的访问将被阻塞。
四、第三个例子同样适用其它同步代码块。也就是说,当一个线程访问object的一个synchronized(this)同步代码块时,它就获得了这个object的对象锁。结果,其它线程对该object对象所有同步代码部分的访问都被暂时阻塞。
五、以上规则对其它对象锁同样适用.
1. synchronized 方法:通过在方法声明中加入 synchronized关键字来声明 synchronized 方法。如:
public synchronized void accessVal(int newVal);
synchronized 方法控制对类成员变量的访问:每个类实例对应一把锁,每个 synchronized 方法都必须获得调用该方法的类实例的锁方能
执行,否则所属线程阻塞,方法一旦执行,就独占该锁,直到从该方法返回时才将锁释放,此后被阻塞的线程方能获得该锁,重新进入可执行
状态。这种机制确保了同一时刻对于每一个类实例,其所有声明为 synchronized 的成员函数中至多只有一个处于可执行状态(因为至多只有
一个能够获得该类实例对应的锁),从而有效避免了类成员变量的访问冲突(只要所有可能访问类成员变量的方法均被声明为 synchronized)
。
synchronized 方法的缺陷:若将一个大的方法声明为synchronized 将会大大影响效率,典型地,若将线程类的方法 run() 声明为
synchronized ,由于在线程的整个生命期内它一直在运行,因此将导致它对本类任何 synchronized 方法的调用都永远不会成功。当然我们可
以通过将访问类成员变量的代码放到专门的方法中,将其声明为 synchronized ,并在主方法中调用来解决这一问题,但是 Java 为我们提供
了更好的解决办法,那就是 synchronized 块。
2. synchronized 块:通过 synchronized关键字来声明synchronized 块。语法如下:
synchronized(syncObject) {
//允许访问控制的代码
}
synchronized 块是这样一个代码块,其中的代码必须获得对象 syncObject (如前所述,可以是类实例或类)的锁方能执行,具体机
制同前所述。由于可以针对任意代码块,且可任意指定上锁的对象,故灵活性较高。
对synchronized(this)的一些理解
一、当两个并发线程访问同一个对象object中的这个synchronized(this)同步代码块时,一个时间内只能有一个线程得到执行。另一个线
程必须等待当前线程执行完这个代码块以后才能执行该代码块。
二、然而,当一个线程访问object的一个synchronized(this)同步代码块时,另一个线程仍然可以访问该object中的非synchronized
(this)同步代码块。
三、尤其关键的是,当一个线程访问object的一个synchronized(this)同步代码块时,其他线程对object中所有其它synchronized(this)
同步代码块的访问将被阻塞。
四、第三个例子同样适用其它同步代码块。也就是说,当一个线程访问object的一个synchronized(this)同步代码块时,它就获得了这个
object的对象锁。结果,其它线程对该object对象所有同步代码部分的访问都被暂时阻塞。
五、以上规则对其它对象锁同样适用
A.无论synchronized关键字加在方法上还是对象上,它取得的锁都是对象,而不是把一段代码或函数当作锁――而且同步方法很可能还会被其
他线程的对象访问。
B.每个对象只有一个锁(lock)与之相关联。
C.实现同步是要很大的系统开销作为代价的,甚至可能造成死锁,所以尽量避免无谓的同步控制。
还有一些技巧可以让我们对共享资源的同步访问更加安全:
1. 定义private 的instance变量+它的 get方法,而不要定义public/protected的instance变量。如果将变量定义为public,对象在外界可以
绕过同步方法的控制而直接取得它,并改动它。这也是JavaBean的标准实现方式之一。
2. 如果instance变量是一个对象,如数组或ArrayList什么的,那上述方法仍然不安全,因为当外界对象通过get方法拿到这个instance对象
的引用后,又将其指向另一个对象,那么这个private变量也就变了,岂不是很危险。 这个时候就需要将get方法也加上synchronized同步,并
且,只返回这个private对象的clone()――这样,调用端得到的就是对象副本的引用了
同步有两种方式,同步块和同步方法
如果是同步代码块,则对象锁需要编程人员自己指定,一般有些代码为synchronized(this)只有在单态模式才生效;
如果是同步方法,
则分静态和非静态两种
。
静态方法则一定会同步,非静态方法需在单例模式才生效,推荐用静态方法(不用担心是否单例)。
所以说,在Java多线程编程中,最常见的synchronized关键字实际上是依靠对象锁的机制来实现线程同步的。
1.synchronized与static synchronized 的区别
synchronized是对
类的当前实例
进行加锁,防止其他线程同时访问该类的该实例的所有synchronized块,注意这里是“类的当前实例”,类的两个不同实例就没有这种约束了。
那么static synchronized恰好就是要控制类的所有实例的访问了
,static synchronized是限制线程同时访问jvm中该类的所有实例同时访问对应的代码快。实际上,在类中某方法或某代码块中有synchronized,那么在生成一个该类实例后,改类也就有一个监视快,放置线程并发访问改实例synchronized保护快,而static synchronized则是所有该类的实例公用一个监视快了,也也就是两个的区别了,也就是synchronized相当于this.synchronized,而
static synchronized相当于Something.synchronized.
pulbic class Something(){
public synchronized void isSyncA(){}
public synchronized void isSyncB(){}
public static synchronized void cSyncA(){}
public static synchronized void cSyncB(){}
}
那么,加入有Something类的两个实例a与b,那么下列组方法何以被1个以上线程同时访问呢
a. x.isSyncA()与x.isSyncB()
b. x.isSyncA()与y.isSyncA()
c. x.cSyncA()与y.cSyncB()
d. x.isSyncA()与Something.cSyncA()
这里,很清楚的可以判断:
a,都是对同一个实例的synchronized域访问,因此不能被同时访问
b,是针对不同实例的,因此可以同时被访问
c,因为是static synchronized,所以不同实例之间仍然会被限制,相当于Something.isSyncA()与 Something.isSyncB()了,因此不能被同时访问。
那么,第d呢?,书上的 答案是可以被同时访问的,答案理由是synchronzied的是实例方法与synchronzied的类方法由于锁定(lock)不同的原因。
个人分析也就是synchronized 与static synchronized 相当于两帮派,各自管各自,相互之间就无约束了,可以被同时访问。目前还不是分清楚java内部设计synchronzied是怎么样实现的。
结论:A: synchronized static是某个类的范围,synchronized static cSync{}防止多个线程同时访问这个 类中的synchronized static 方法。它可以对类的所有对象实例起作用。
B: synchronized 是某实例的范围,synchronized isSync(){}防止多个线程同时访问这个实例中的synchronized 方法。
2.synchronized方法与synchronized代码快的区别
synchronized methods(){} 与synchronized(this){}之间没有什么区别,只是 synchronized methods(){} 便于阅读理解,而synchronized(this){}可以更精确的控制冲突限制访问区域,有时候表现更高效率。