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  • 多线程买票机制 同步机制上的实现

    package test;

    public class TestPick3 implements Runnable {
    // 变量
    int num = 0;// 票数
    int count = 10;// 总量

    @Override
    public void run() {
    boolean flag = true;
    while(flag) {
    flag = sale();
    }
    }
    // 售票方法 一次卖一张
    public synchronized boolean sale() {
    if (count <= 0) {
    return false;
    }

    num++;
    count--;

    try {
    Thread.sleep(500);
    } catch (InterruptedException e) {
    e.printStackTrace();
    }

    System.out.println(Thread.currentThread().getName() + "买到了第" + num + "张票,剩余" + count + "张票!");

    return true;
    }

    }
    synchronized是Java中的关键字,是一种同步锁。它修饰的对象有以下几种:
    1. 修饰一个代码块,被修饰的代码块称为同步语句块,其作用的范围是大括号{}括起来的代码,作用的对象是调用这个代码块的对象;
    2. 修饰一个方法,被修饰的方法称为同步方法,其作用的范围是整个方法,作用的对象是调用这个方法的对象;
    3. 修改一个静态的方法,其作用的范围是整个静态方法,作用的对象是这个类的所有对象;
    4. 修改一个类,其作用的范围是synchronized后面括号括起来的部分,作用主的对象是这个类的所有对象。

    当两个并发线程(thread1和thread2)访问同一个对象(syncThread)中的synchronized代码块时,在同一时刻只能有一个线程得到执行,另一个线程受阻塞,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。Thread1和thread2是互斥的,因为在执行synchronized代码块时会锁定当前的对象,只有执行完该代码块才能释放该对象锁,下一个线程才能执行并锁定该对象。
    当有一个明确的对象作为锁时,就可以用类似下面这样的方式写程序。

    public void method3(SomeObject obj)
    {
    //obj 锁定的对象
    synchronized(obj)
    {
    // todo
    }
    }
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    当没有明确的对象作为锁,只是想让一段代码同步时,可以创建一个特殊的对象来充当锁:

    class Test implements Runnable
    {
    private byte[] lock = new byte[0]; // 特殊的instance变量
    public void method()
    {
    synchronized(lock) {
    // todo 同步代码块
    }
    }

    public void run() {

    }
    }
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    说明:零长度的byte数组对象创建起来将比任何对象都经济――查看编译后的字节码:生成零长度的byte[]对象只需3条操作码,而Object lock = new Object()则需要7行操作码。

    修饰一个方法

    Synchronized修饰一个方法很简单,就是在方法的前面加synchronized,public synchronized void method(){//todo}; synchronized修饰方法和修饰一个代码块类似,只是作用范围不一样,修饰代码块是大括号括起来的范围,而修饰方法范围是整个函数。如将【Demo1】中的run方法改成如下的方式,实现的效果一样。

    *【Demo4】:synchronized修饰一个方法

    public synchronized void run() {
    for (int i = 0; i < 5; i ++) {
    try {
    System.out.println(Thread.currentThread().getName() + ":" + (count++));
    Thread.sleep(100);
    } catch (InterruptedException e) {
    e.printStackTrace();
    }
    }
    }
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    Synchronized作用于整个方法的写法。
    写法一:

    public synchronized void method()
    {
    // todo
    }
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    写法二:

    public void method()
    {
    synchronized(this) {
    // todo
    }
    }
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    写法一修饰的是一个方法,写法二修饰的是一个代码块,但写法一与写法二是等价的,都是锁定了整个方法时的内容。

    在用synchronized修饰方法时要注意以下几点:
    1. synchronized关键字不能继承。
    虽然可以使用synchronized来定义方法,但synchronized并不属于方法定义的一部分,因此,synchronized关键字不能被继承。如果在父类中的某个方法使用了synchronized关键字,而在子类中覆盖了这个方法,在子类中的这个方法默认情况下并不是同步的,而必须显式地在子类的这个方法中加上synchronized关键字才可以。当然,还可以在子类方法中调用父类中相应的方法,这样虽然子类中的方法不是同步的,但子类调用了父类的同步方法,因此,子类的方法也就相当于同步了。这两种方式的例子代码如下:
    在子类方法中加上synchronized关键字

    class Parent {
    public synchronized void method() { }
    }
    class Child extends Parent {
    public synchronized void method() { }
    }
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    在子类方法中调用父类的同步方法

    class Parent {
    public synchronized void method() { }
    }
    class Child extends Parent {
    public void method() { super.method(); }
    }
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    在定义接口方法时不能使用synchronized关键字。
    构造方法不能使用synchronized关键字,但可以使用synchronized代码块来进行同步。
    修饰一个静态的方法

    Synchronized也可修饰一个静态方法,用法如下:

    public synchronized static void method() {
    // todo
    }
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    我们知道静态方法是属于类的而不属于对象的。同样的,synchronized修饰的静态方法锁定的是这个类的所有对象。我们对Demo1进行一些修改如下:

    【Demo5】:synchronized修饰静态方法

    /**
    * 同步线程
    */
    class SyncThread implements Runnable {
    private static int count;

    public SyncThread() {
    count = 0;
    }

    public synchronized static void method() {
    for (int i = 0; i < 5; i ++) {
    try {
    System.out.println(Thread.currentThread().getName() + ":" + (count++));
    Thread.sleep(100);
    } catch (InterruptedException e) {
    e.printStackTrace();
    }
    }
    }

    public synchronized void run() {
    method();
    }
    }
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    调用代码:

    SyncThread syncThread1 = new SyncThread();
    SyncThread syncThread2 = new SyncThread();
    Thread thread1 = new Thread(syncThread1, "SyncThread1");
    Thread thread2 = new Thread(syncThread2, "SyncThread2");
    thread1.start();
    thread2.start();
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    结果如下:

    SyncThread1:0
    SyncThread1:1
    SyncThread1:2
    SyncThread1:3
    SyncThread1:4
    SyncThread2:5
    SyncThread2:6
    SyncThread2:7
    SyncThread2:8
    SyncThread2:9
    syncThread1和syncThread2是SyncThread的两个对象,但在thread1和thread2并发执行时却保持了线程同步。这是因为run中调用了静态方法method,而静态方法是属于类的,所以syncThread1和syncThread2相当于用了同一把锁。这与Demo1是不同的。

    修饰一个类

    Synchronized还可作用于一个类,用法如下:

    class ClassName {
    public void method() {
    synchronized(ClassName.class) {
    // todo
    }
    }
    }
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    我们把Demo5再作一些修改。
    【Demo6】:修饰一个类

    /**
    * 同步线程
    */
    class SyncThread implements Runnable {
    private static int count;

    public SyncThread() {
    count = 0;
    }

    public static void method() {
    synchronized(SyncThread.class) {
    for (int i = 0; i < 5; i ++) {
    try {
    System.out.println(Thread.currentThread().getName() + ":" + (count++));
    Thread.sleep(100);
    } catch (InterruptedException e) {
    e.printStackTrace();
    }
    }
    }
    }

    public synchronized void run() {
    method();
    }
    }
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    其效果和【Demo5】是一样的,synchronized作用于一个类T时,是给这个类T加锁,T的所有对象用的是同一把锁。

    总结:

    A. 无论synchronized关键字加在方法上还是对象上,如果它作用的对象是非静态的,则它取得的锁是对象;如果synchronized作用的对象是一个静态方法或一个类,则它取得的锁是对类,该类所有的对象同一把锁。
    B. 每个对象只有一个锁(lock)与之相关联,谁拿到这个锁谁就可以运行它所控制的那段代码。
    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。

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