线程同步

 

线程同步

说到线程同步，就不得不提一下操作系统。首先，操作系统最小的运行单位是进程。而进程的独立运行单位是线程，也就是说一个进程至少有一个线程。而且，在同一进程里的线程可以共享进程内的资源。

 

但是为什么需要线程同步呢。说到底，就是共享资源惹的祸。打个比方：桌上有一盒饼干，桌子坐了2个人。假设每个人都不知道别人一次拿了几块饼干，并且不知道别人什么时候拿饼干，而且只有在自己拿饼干的时候才能知道饼干盒里还剩下多少饼干。那么，如果饼干盒里共10块饼干。甲拿了3块饼干，吃了一块之后，把两块饼干放回了盒子（放回饼干时不重新检测饼干盒剩下的饼干）。在甲拿饼干之后，放回饼干之前，乙拿了2块饼干吃掉了。那么，按照假设，甲会认为饼干盒里还有多少饼干？乙认为有多少饼干？实际上有多少饼干？

 

我们不妨来分析一下。按照时间轴，发生的事件顺序为：

1.        甲拿3块饼干。
2.        乙拿2块饼干。
3.        甲放回2块饼干。

 

 

对于甲来说，乙的操作他是看不见的。那么甲在第二次拿饼干之前就会认为：

剩余饼干数 = 总饼干数（10）- 甲拿的饼干数（3）+ 甲放回的饼干数（2）

= 9（块）

        对于乙来说，甲的操作他也看不见。同理，乙在第二次拿饼干之前会认为：

剩余饼干数 = 拿饼干之前剩余的饼干数（10-3） - 乙拿的饼干数（2）

= 5（块）

        实际上饼干数却是：

 10 - 3 - 2 + 2 = 7（块）

      

       看到这里，有些观众朋友就会说，这个比方太扯蛋了。如果说这个比方真的扯蛋，那么我只能说。同理，计算机也很扯蛋。事实上如果不使用特殊手段营造上述比方的条件，根本不会出现上述情况。不是说现实中的人就不需要线程同步了，我认为其实是人在无形中已经完成同步了。

• 1.         人的眼睛可以随时检查饼干盒里的饼干数
• 2.         甲和乙可以互相看到对方的操作

用计算机化点的话说，人眼睛是个监听器，随时随刻都在监听饼干盒里的饼干数。那么大家想想，为什么在计算机中没有用监听机制，而是用了另一中方法（后面会提到）呢。我认为最大的原因是代价太大了，如果使用监听机制，就要求每个线程都必须随时随刻监听共享资源。如果开了10000个线程，就需要10000个监听器。大家可以想象一下10000个监听器的资源消耗是多么的惊人。

 

那么现代计算机采用的同步机制是怎么回事呢？原理很简单：

1.     线程访问共享资源之前给共享资源上一把锁，不允许其他线程访问共享资源
2.     在线程结束访问共享资源之后解锁，此时其他线程才有权限访问共享资源
3.     如果线程在访问资源时共享资源被上了锁，则阻塞直到共享资源解锁之后，具体是那个线程可以获取访问权限则看系统的调度。

用同步的方法来演示一下上述的比方：

1.          饼干盒上锁（形象点就是甲大喊一声这是我的饼干，谁都不许碰）甲拿3块饼干
2.          此时乙想去拿2块饼干，但是饼干盒上了锁（甲不许他拿），乙进入等待状态（等甲心情好了在去吃饼干）
3.          甲放回2块饼干，饼干盒解锁。（甲吃了一块饼干，觉得吃饱了，放回了2块饼干，对乙说我吃饱了，要吃你就拿过        去吃吧）
4.          饼干盒上锁，乙拿2块饼干。（现在饼干归我了，其他人不许吃我的）
5.          饼干盒解锁。（乙也吃饱了）

 

注意：千万记得在使用资源之后解锁，大家可以去试试不解锁会出现什么情况。

 

我理解的线程同步就是这么回事。