线程同步与异步

 

Java中的线程同步与异步如何理解？

 

同步和异步最大的区别就在于。一个需要等待，一个不需要等待。
比如广播，就是一个异步例子。发起者不关心接收者的状态。不需要等待接收者的返回信息
电话，就是一个同步例子。发起者需要等待接收者，接通电话后，通信才开始。需要等待接收者的返回信息

多线程并发时，多个线程同时请求同一个资源，必然导致此资源的数据不安全，A线程修改了B线

程的处理的数据，而B线程又修改了A线程处理的数理。显然这是由于全局资源造成的，有时为了解

决此问题，优先考虑使用局部变量，退而求其次使用同步代码块，出于这样的安全考虑就必须牺牲

系统处理性能，加在多线程并发时资源挣夺最激烈的地方，这就实现了线程的同步机制

 

同步：A线程要请求某个资源，但是此资源正在被B线程使用中，因为同步机制存在，A线程请求

不到，怎么办，A线程只能等待下去

异步：A线程要请求某个资源，但是此资源正在被B线程使用中，因为没有同步机制存在，A线程

仍然请求的到，A线程无需等待

 

显然，同步最最安全，最保险的。而异步不安全，容易导致死锁，这样一个线程死掉就会导致整个

进程崩溃，但没有同步机制的存在，性能会有所提升

 

java中实现多线程

1）继承Thread,重写里面的run方法

2）实现runnable接口

 

举个例子：普通B/S模式（同步）AJAX技术（异步）

同步：提交请求->等待服务器处理->处理完返回这个期间客户端浏览器不能干任何事

异步：请求通过事件触发->服务器处理（这是浏览器仍然可以作其他事情）->处理完毕

可见，彼“同步”非此“同步”——我们说的java中的那个共享数据同步（synchronized）

一个同步的对象是指行为（动作），一个是同步的对象是指物质（共享数据）。

 

4、 Java同步机制有4种实现方式：（部分引用网上资源）

① ThreadLocal ② synchronized( ) ③ wait() 与 notify() ④ volatile

目的：都是为了解决多线程中的对同一变量的访问冲突

ThreadLocal
ThreadLocal 保证不同线程拥有不同实例，相同线程一定拥有相同的实例，即为每一个使用该

变量的线程提供一个该变量值的副本，每一个线程都可以独立改变自己的副本，而不是与其它线程

的副本冲突。

优势：提供了线程安全的共享对象

与其它同步机制的区别：同步机制是为了同步多个线程对相同资源的并发访问，是为了多个线程之

间进行通信；而 ThreadLocal 是隔离多个线程的数据共享，从根本上就不在多个线程之间共享资源

，这样当然不需要多个线程进行同步了。

 

　为了说明多线程访问对于类变量和ThreadLocal变量的影响，QuerySvc中分别设置了类变量sql和ThreadLocal变量，使用时先创建 QuerySvc的一个实例对象，然后产生多个线程，分别设置不同的sql实例对象，然后再调用execute方法，读取sql的值，看是否是set方法中写入的值。这种场景类似web应用中多个请求线程携带不同查询条件对一个servlet实例的访问，然后servlet调用业务对象，并传入不同查询条件，最后要保证每个请求得到的结果是对应的查询条件的结果。　在Java的多线程编程中，为保证多个线程对共享变量的安全访问，通常会使用synchronized来保证同一时刻只有一个线程对共享变量进行操作。但在有些情况下，synchronized不能保证多线程对共享变量的正确读写。例如类有一个类变量，该类变量会被多个类方法读写，当多线程操作该类的实例对象时，如果线程对类变量有读取、写入操作就会发生类变量读写错误，即便是在类方法前加上synchronized也无效，因为同一个线程在两次调用方法之间时锁是被释放的，这时其它线程可以访问对象的类方法，读取或修改类变量。这种情况下可以将类变量放到ThreadLocal类型的对象中，使变量在每个线程中都有独立拷贝，不会出现一个线程读取变量时而被另一个线程修改的现象。　　下面举例说明：　

public class QuerySvc {　　

private String sql;　　

private static ThreadLocal sqlHolder = new ThreadLocal();　　

public QuerySvc() {　　}　　public void execute() {　

　System.out.println("Thread " + Thread.currentThread().getId() +" Sql is " + sql);　

　System.out.println("Thread " + Thread.currentThread().getId() +" Thread Local variable Sql is " + sqlHolder.get());　　}　　

 

public String getSql() {　　

return sql;　　}　　

public void setSql(String sql) {　

　 this.sql = sql;　　sqlHolder.set(sql);　　}

　　} 

　　

使用QuerySvc的工作线程如下：

public class Work extends Thread {　　

private QuerySvc querySvc;　　

private String sql;　　

public Work(QuerySvc querySvc,String sql) {　　

this.querySvc = querySvc;　　this.sql = sql;　　}　　

public void run() {　　querySvc.setSql(sql);　　querySvc.execute();　　}　　}　

　运行线程代码如下：　

　QuerySvc qs = new QuerySvc();　　

for (int k=0; k<10; k++)　　

String sql = "Select * from table where id =" + k;　

　new Work(qs,sql).start();

　　}

 

 原子操作及线程同步

为了提高性能，在读或写原子数据的时候，应该避免使用同步，这个是非常危险而且错误的，原因参见线程同步的第二条

 原子操作

atomic原子操作是CPU执行指令的最小单元，是指不会被线程调度机制打断的操作；这种操作一旦开始，就一直运行到结束，在执行完毕之前不会被任何其它任务或事件中断。能够在单条指令中完成的操作都可以认为是" 原子操作"，因为中断只能发生于指令之间。通常所说的原子操作包括对非long和double型的primitive进行赋值，以及返回这两者之外的primitive。如果你在long或double前面加了volatile，那么它就肯定是原子操作了。

 

线程同步

synchronized作用：

1. 互斥：保证一个线程里所看到的都是同一状态，不会出现一个线程执行过程中，共享数据被其他线程修改，引起状态转变，导致一个线程前后看到的东西处于不一致的状况。

2. 同步：保证在一个线程里所做的修改能够被其他线程所看到，避免由于JVM做如下代码优化，所导致多线程不能同步的问题。

    while(!done)

        i++;

JVM优化代码后转换成

    if(!done)

        while(true)

            i++;

    这样的话在另外一个线程修改了done可能会导致while循环永远不会退出，如果使用了synchronized，则不会做此优化，避免了此类问题的发生。

 

总结：当多个线程共享可变数据的时候，每个读或者写数据的线程都必须执行同步。如果只是为了同步(通信)，而不是互斥访问，可以用volatile修饰变量，而不用synchronized方法，它可以保证在一个线程中读取的数据都是最新修改的，这样做可以提高性能，因为系统做同步的开销很大。