多线程之二 线程同步

线程同步的7种方式
线程同步的5种方式
线程同步的3种方式

1.同步方法(synchronized)

由于java的每个对象都有一个内置锁，当用此关键字修饰方法时，内置锁会保护整个方法。在调用该方法前，需要获得内置锁，否则就处于阻塞状态。

内置锁是可以重入的，当某个线程试图获取一个由它自己持有的锁，这个请求会成功。
注：synchronized关键字也可以修饰静态方法，此时如果调用该静态方法，将会锁住整个类。

优点：简单，直观，代码可读性高
缺点：效率低

2.同步代码块(synchronized)

即有synchronized关键字修饰的语句块。被该关键字修饰的语句块会自动被加上内置锁，从而实现同步
注：同步是一种高开销的操作，因此应该尽量减少同步的内容。通常没有必要同步整个方法，使用synchronized代码块同步关键代码即可。

3.重入锁(ReentrantLock)

在JavaSE5.0中新增了一个java.util.concurrent包来支持同步。ReentrantLock类是可重入、互斥、实现了Lock接口的锁， 它与使用synchronized方法和快具有相同的基本行为和语义，并且扩展了其能力。

重入锁可以完全替代synchronized关键字。在JDK5.0的早期版本中，重入锁的性能远远好于synchronized。但从JDK6.0版本开始，JDK在synchronized上做了大量优化，使得两者的差距并不大。-----《实战Java高并发程序设计》
重入锁并不是一种替代内置锁的方法，而是当内置锁不适用时，作为一种可选的高级功能。-----《实战Java高并发程序设计》P227

开发人员必须手动指定何时加锁，何时释放锁。正因如此，重入锁对逻辑控制的灵活性远远好于synchronized。
退出临界区时，必须记得释放锁，否则，其它线程就没有机会再访问临界区了。

ReenreantLock类的常用方法有：
ReentrantLock() : 创建一个ReentrantLock实例
lock() : 获得锁
unlock() : 释放锁
注：ReentrantLock()还有一个可以创建公平锁的构造方法，但由于能大幅度降低程序运行效率，不推荐使用

4.volatile

a.volatile关键字为域变量的访问提供了一种免锁机制
b.使用volatile修饰域相当于告诉虚拟机该域可能会被其他线程更新
c.因此每次使用该域就要重新计算，而不是使用寄存器中的值
d.volatile不能保证原子性，也不能用来修饰final类型的变量

5.ThreadLocal

如果说加锁是解决同步的一种思路，那么ThreadLocal就是另外一种解决同步的思路。ThreadLocal为每个线程提供一个共享对象的副本，只有当前线程才能访问。这样一来，线程间就不存在竞争了。

6.信号量(Semaphore)

信号量为多线程协作提供了更为强大的控制方法。广义上说，信号量是对锁的扩展。无论是内部锁synchronized还是重入锁ReentrantLock，一次都只允许【一个】线程访问一个资源，而信号量却可以指定【多个】线程同时访问一个资源。

public class SemaphoreDemo {

    public static void main(String[] args) {
        // 线程池。信号量通常都是针对多个线程，直接使用线程池实现
        ExecutorService exec = Executors.newCachedThreadPool();        
        final Semaphore semaphore = new Semaphore(2);//每次允许2个线程获得许可

        // 模拟20个客户端访问
        for (int i = 0; i < 20; i++) {
            final int num = i;
            
            Runnable run = new Runnable() {
                public void run() {
                    try {
                        // 获取许可
                        semaphore.acquire();
                        System.out.println("Accessing: " + num);
                        
                        Thread.sleep(3000);
                        // 访问完后，释放 
                        semaphore.release();
                    } catch (InterruptedException e) {
                    }
                }
            };
            
            exec.execute(run);
        }
        // 退出线程池
        exec.shutdown();
    }
}