Java多线程简析——Synchronized（同步锁）、Lock以及线程池

Java多线程

Java中，可运行的程序都是有一个或多个进程组成。进程则是由多个线程组成的。

最简单的一个进程，会包括mian线程以及GC线程。

为什么要使用同步锁？

　　在《Thinking in Java》中，是这么说的：对于并发工作，你需要某种方式来防止两个任务访问相同的资源（其实就是共享资源竞争）。 防止这种冲突的方法就是当资源被一个任务使用时，在其上加锁。第一个访问某项资源的任务必须锁定这项资源，使其他任务在其被解锁之前，就无法访问它了，而在其被解锁之时，另一个任务就可以锁定并使用它了。

 

 　　基本上所有的并发模式在解决线程冲突问题的时候，都是采用序列化访问共享资源的方案。这意味在给定时刻只允许一个任务访问共享资源，通常这是通过在代码前面加上一条锁语句来实现的，锁语句产生了一种互相排斥的效果，这种机制称为互斥量(mutex)。

什么时候使用同步锁呢？

　　Brian同步规则：如果你正在写一个变量，它可能接下来将被另一个线程读取，或者正在读取一个上一次已经被另一个线程写过的变量，那么你必须使用同步，并且，读写线程都必须用相同的监视器锁同步。

　　注意：每个访问临界共享资源的方法都必须被同步，否则它们不会正确工作。

 

 如何使用同步锁呢？

synchronized 关键字，它包括两种用法：synchronized 方法和 synchronized 块。 

• synchronized 方法：

public synchronized void countNum(int n);

特定对象所有synchronized方法共享同一个锁，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）。 

　　不光如此，静态方法也可以声明为 synchronized ，以控制其对类的静态成员变量的访问。

public static synchronized void countNum(int n);

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。

• synchronized 块：

synchronized(SyncObject.Class) {     //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。

　　在使用synchronized 块的时候，一定要遵循Brian同步规则，并对每个访问临界共享资源的方法都进行同步。

在图中，红框标识的部分方法，可以认为已过时，不再使用。

（1）wait、notify、notifyAll是线程中通信可以使用的方法。线程中调用了wait方法，则进入阻塞状态，只有等另一个线程调用与wait同一个对象的notify方法。这里有个特殊的地方，调用wait或者notify，前提是需要获取锁，也就是说，需要在同步块中做以上操作。

（2）join方法。该方法主要作用是在该线程中的run方法结束后，才往下执行。如以下代码：

package com.thread.simple;    public class ThreadJoin {              public static void main(String[] args) {            Thread thread= new Thread(new Runnable() {                            @Override              public void run() {                  System.err.println("线程"+Thread.currentThread().getId()+" 打印信息");              }          });          thread.start();                    try {              thread.join();          } catch (InterruptedException e) {              // TODO Auto-generated catch block              e.printStackTrace();          }                    System.err.println("主线程打印信息");                }    }  

该方法显示的信息是：

线程8 打印信息

主线程打印信息

如果去掉其中的join方法，则显示如下：

主线程打印信息
线程8 打印信息

（3）yield方法。这个是线程本身的调度方法，使用时你可以在run方法执行完毕时，调用该方法，告知你已可以出让内存资源。

其他的线程方法，基本都会在日常中用到，如start、run、sleep，这里就不再介绍。