Java 线程同步

当我们在程序中启动两个或更多的线程时，可能会出现多个线程尝试访问同一资源的情况，并且由于并发问题导致产生意外的结果。例如，如果多个线程尝试在同一个文件中写入数据，那么它们可能会破坏数据，因为其中一个线程可能会覆盖数据，或者当一个线程正在打开同一个文件的同时，另一个线程可能正在关闭同一个文件。

因此，需要同步多个线程的操作，并确保在同一时间点只有一个线程可以访问资源。这是通过一种称为 监视器 的概念实现的。Java中的每个对象都与一个监视器关联，线程可以锁定或解锁该监视器。一次只能有一个线程持有监视器的锁。

Java编程语言提供了一种非常方便的方式来创建线程并通过使用 synchronized 块来同步它们的任务。您将共享的资源放在此块内。以下是synchronized语句的一般格式：

语法

synchronized(objectidentifier) {
   // Access shared variables and other shared resources
}

在这里， objectidentifier 是一个对锁定与表示同步语句的监视器相连的对象的引用。现在我们将看到两个示例，我们将使用两个不同的线程打印一个计数器。当线程未同步时，它们打印的计数器值不按顺序，但当我们把计数器放在synchronized()块中打印时，它以非常顺序地打印计数器值。

没有同步的多线程示例

这是一个简单的示例，可能会按顺序打印计数器的值，但每次运行它时，它会根据CPU对线程的可用性产生不同的结果。

示例

class PrintDemo {
   public void printCount() {
      try {
         for(int i = 5; i > 0; i--) {
            System.out.println("Counter   ---   "  + i );
         }
      } catch (Exception e) {
         System.out.println("Thread  interrupted.");
      }
   }
}

class ThreadDemo extends Thread {
   private Thread t;
   private String threadName;
   PrintDemo  PD;

   ThreadDemo( String name,  PrintDemo pd) {
      threadName = name;
      PD = pd;
   }

   public void run() {
      PD.printCount();
      System.out.println("Thread " +  threadName + " exiting.");
   }

   public void start () {
      System.out.println("Starting " +  threadName );
      if (t == null) {
         t = new Thread (this, threadName);
         t.start ();
      }
   }
}

public class TestThread {
   public static void main(String args[]) {

      PrintDemo PD = new PrintDemo();

      ThreadDemo T1 = new ThreadDemo( "Thread - 1 ", PD );
      ThreadDemo T2 = new ThreadDemo( "Thread - 2 ", PD );

      T1.start();
      T2.start();

      // wait for threads to end
         try {
         T1.join();
         T2.join();
      } catch ( Exception e) {
         System.out.println("Interrupted");
      }
   }
}

每次运行该程序都会得到不同的结果 –

输出

Starting Thread - 1
Starting Thread - 2
Counter   ---   5
Counter   ---   4
Counter   ---   3
Counter   ---   5
Counter   ---   2
Counter   ---   1
Counter   ---   4
Thread Thread - 1  exiting.
Counter   ---   3
Counter   ---   2
Counter   ---   1
Thread Thread - 2  exiting.

多线程同步示例

这是一个打印计数器值并按顺序执行的示例，每次运行都会产生相同的结果。

示例

class PrintDemo {
   public void printCount() {
      try {
         for(int i = 5; i > 0; i--) {
            System.out.println("Counter   ---   "  + i );
         }
      } catch (Exception e) {
         System.out.println("Thread  interrupted.");
      }
   }
}

class ThreadDemo extends Thread {
   private Thread t;
   private String threadName;
   PrintDemo  PD;

   ThreadDemo( String name,  PrintDemo pd) {
      threadName = name;
      PD = pd;
   }

   public void run() {
      synchronized(PD) {
         PD.printCount();
      }
      System.out.println("Thread " +  threadName + " exiting.");
   }

   public void start () {
      System.out.println("Starting " +  threadName );
      if (t == null) {
         t = new Thread (this, threadName);
         t.start ();
      }
   }
}

public class TestThread {

   public static void main(String args[]) {
      PrintDemo PD = new PrintDemo();

      ThreadDemo T1 = new ThreadDemo( "Thread - 1 ", PD );
      ThreadDemo T2 = new ThreadDemo( "Thread - 2 ", PD );

      T1.start();
      T2.start();

      // wait for threads to end
      try {
         T1.join();
         T2.join();
      } catch ( Exception e) {
         System.out.println("Interrupted");
      }
   }
}

每次运行此程序都会产生相同的结果 –

输出

Starting Thread - 1
Starting Thread - 2
Counter   ---   5
Counter   ---   4
Counter   ---   3
Counter   ---   2
Counter   ---   1
Thread Thread - 1  exiting.
Counter   ---   5
Counter   ---   4
Counter   ---   3
Counter   ---   2
Counter   ---   1
Thread Thread - 2  exiting.