【高级编程】synchronized 解决并发问题 类的线程安全类型
文章目录
- 并发问题
- 同步方法
- 同步代码块
- 线程安全类型
- ArrayList
- Hashtable
- HashMap
- Vector
多线程共享数据引发的问题
模拟 “A” “B” “C” 三人抢票,总票数10张,打印抢票情况以及剩余票数。
public class Site implements Runnable {int count = 10; // 总票数int num = 0; // 已抢票数@Overridepublic void run() {while (true) {if (count <= 0) {break;}count--;num++;System.out.println(Thread.currentThread().getName() + "抢到第" + num + "张票,剩余" + count + "张票!");//休眠 模拟网络延时try {Thread.sleep(500);} catch (InterruptedException e) {e.printStackTrace();
}}}}
public static void main(String[] args) {Site site = new Site();Thread th1 = new Thread(site,"A");Thread th2 = new Thread(site,"B");Thread th3 = new Thread(site,"C");th1.start();th2.start();th3.start();
}
问题
-
不是从第1张票开始
-
存在多人抢到一张票的情况
-
有些票号没有被抢到
-
…
多个线程操作同一共享资源时,将引发数据不安全问题
并发问题
synchronized
在 Java 中是一种悲观锁(Pessimistic Lock)的形式。悲观锁假设最坏的情况,即认为数据总是会被其他线程修改,因此在处理数据之前就先获取锁。这样可以避免数据冲突,但也可能导致较高的竞争开销。
同步方法
使用 synchronized
修饰的方法控制对类成员变量的访问,synchronized
就是为当前的线程声明一把锁
访问修饰符 synchronized 返回类型 方法名(参数列表){……}
synchronized 访问修饰符 返回类型 方法名(参数列表){……}
使用同步方法的网络购票
public class Site implements Runnable{int count = 10; // 总票数int num = 0; // 已抢票数@Overridepublic void run() {while(true){if(qg()){ break; }//休眠 模拟网络延时try {Thread.sleep(500); // 休眠半秒} catch (InterruptedException e) {e.printStackTrace();}}}public synchronized boolean qg(){if(count <= 0){ return true; }count--;num++;System.out.println(Thread.currentThread().getName()+"抢到第"+num+"张票,剩余"+count+"张票!");return false;}}
同步代码块
使用 synchronized
关键字修饰的代码块
synchronized(syncObject){// 需要同步的代码
}
syncObject
为需同步的对象,通常为this
- 效果与同步方法相同
使用同步代码块的网络购票
public class Site implements Runnable{int count = 10; // 总票数int num = 0; // 已抢票数@Overridepublic void run() {while(true){//同步synchronized (this){if(count <= 0){ break;}count--;num++;System.out.println(Thread.currentThread().getName()+"抢到第"+num+"张票,剩余"+count+"张票!");}//休眠 模拟网络延时try {Thread.sleep(500);} catch (InterruptedException e) {e.printStackTrace();
}}}}
多个并发线程访问同一资源的同步代码块时
-
同一时刻只能有一个线程进入同步代码块
-
当一个线程访问一个同步代码块时,其他同步代码块同样被锁定
-
当一个线程访问一个同步代码块时,其他线程可以访问该资源的非同步代码
线程安全类型
为达到安全性和效率的平衡,可以根据实际场景来选择合适的类型
方法是否同步 | 效率比较 | 适合场景 | |
---|---|---|---|
线程安全 | 是 | 低 | 多线程并发共享资源 |
非线程安全 | 否 | 高 | 单线程 |
Hashtable | HashMap | |
---|---|---|
继承关系 | 实现了 Map 接口,继承 Dictionary 类 | 实现了 Map 接口,继承 AbstractMap 类 |
安全性 | 线程安全,效率较低 | 非线程安全,效率较高 |
键值 | 键和值都不允许为 null | 键和值都允许为 null |
StringBuffer | StringBuilder | |
安全性 | 线程安全 | 非线程安全 |
适合场景 | 适用于多线程环境中的字符串大量操作 | 适用于单线程环境中的字符串拼接 |
ArrayList
非线程安全
// 查看 ArrayList 类的 add() 方法定义
public boolean add(E e) {ensureCapacityInternal(size + 1); // 集合扩容,确保能新增数据elementData[size++] = e; // 在新增位置存放数据return true;
}
ArrayList
类的 add()
方法为非同步方法。当多个线程向同一个 ArrayList
对象添加数据时,可能出现数据不一致问题
Hashtable
线程安全
Hashtable<String,String> hashtable = new Hashtable<>();
hashtable.put("","");public synchronized V put(K key, V value) {// Make sure the value is not nullif (value == null) {throw new NullPointerException();}// Makes sure the key is not already in the hashtable.......
}
HashMap
非线程安全
HashMap
:在多线程环境中,可能会导致数据丢失或结构破坏。
HashMap<String,String> hashMap = new HashMap<>();
hashMap.put("","");public V put(K key, V value) {return putVal(hash(key), key, value, false, true);
}
Vector
线程安全
Vector vector = new Vector();
vector.add("");public synchronized boolean add(E e) {modCount++;ensureCapacityHelper(elementCount + 1);elementData[elementCount++] = e;return true;
}