|
|
|
|
本视频是解读性视频，所以希望您已经看过了本知识点的内容，并且编写了相应的代码之后，带着疑问来观看，这样收获才多。 不建议一开始就观看视频
36分56秒 本视频采用html5方式播放，如无法正常播放，请将浏览器升级至最新版本，推荐火狐，chrome，360浏览器。 如果装有迅雷，播放视频呈现直接下载状态，请调整 迅雷系统设置-基本设置-启动-监视全部浏览器 (去掉这个选项)。 chrome 的 视频下载插件会影响播放，如 IDM 等，请关闭或者切换其他浏览器 步骤 1 : 演示同步问题 步骤 2 : 分析同步问题产生的原因 步骤 3 : 解决思路 步骤 4 : synchronized 同步对象概念 步骤 5 : 使用synchronized 解决同步问题 步骤 6 : 使用hero对象作为同步对象 步骤 7 : 在方法前，加上修饰符synchronized 步骤 8 : 线程安全的类 步骤 9 : 练习-在类方法前面加修饰符synchronized 步骤 10 : 答案-在类方法前面加修饰符synchronized 步骤 11 : 练习-线程安全的MyStack 步骤 12 : 答案-线程安全的MyStack
假设盖伦有10000滴血，并且在基地里，同时又被对方多个英雄攻击
就是有多个线程在减少盖伦的hp 同时又有多个线程在恢复盖伦的hp 假设线程的数量是一样的，并且每次改变的值都是1，那么所有线程结束后，盖伦应该还是10000滴血。 但是。。。 注意： 不是每一次运行都会看到错误的数据产生，多运行几次，或者增加运行的次数 package charactor;
public class Hero{
public String name;
public float hp;
public int damage;
//回血
public void recover(){
hp=hp+1;
}
//掉血
public void hurt(){
hp=hp-1;
}
public void attackHero(Hero h) {
h.hp-=damage;
System.out.format("%s 正在攻击 %s, %s的血变成了 %.0f%n",name,h.name,h.name,h.hp);
if(h.isDead())
System.out.println(h.name +"死了！");
}
public boolean isDead() {
return 0>=hp?true:false;
}
}
package multiplethread;
import charactor.Hero;
public class TestThread {
public static void main(String[] args) {
final Hero gareen = new Hero();
gareen.name = "盖伦";
gareen.hp = 10000;
System.out.printf("盖伦的初始血量是 %.0f%n", gareen.hp);
//多线程同步问题指的是多个线程同时修改一个数据的时候，导致的问题
//假设盖伦有10000滴血，并且在基地里，同时又被对方多个英雄攻击
//用JAVA代码来表示，就是有多个线程在减少盖伦的hp
//同时又有多个线程在恢复盖伦的hp
//n个线程增加盖伦的hp
int n = 10000;
Thread[] addThreads = new Thread[n];
Thread[] reduceThreads = new Thread[n];
for (int i = 0; i < n; i++) {
Thread t = new Thread(){
public void run(){
gareen.recover();
try {
Thread.sleep(100);
} catch (InterruptedException e) {
// TODO Auto-generated catch block
e.printStackTrace();
}
}
};
t.start();
addThreads[i] = t;
}
//n个线程减少盖伦的hp
for (int i = 0; i < n; i++) {
Thread t = new Thread(){
public void run(){
gareen.hurt();
try {
Thread.sleep(100);
} catch (InterruptedException e) {
// TODO Auto-generated catch block
e.printStackTrace();
}
}
};
t.start();
reduceThreads[i] = t;
}
//等待所有增加线程结束
for (Thread t : addThreads) {
try {
t.join();
} catch (InterruptedException e) {
// TODO Auto-generated catch block
e.printStackTrace();
}
}
//等待所有减少线程结束
for (Thread t : reduceThreads) {
try {
t.join();
} catch (InterruptedException e) {
// TODO Auto-generated catch block
e.printStackTrace();
}
}
//代码执行到这里，所有增加和减少线程都结束了
//增加和减少线程的数量是一样的，每次都增加，减少1.
//那么所有线程都结束后，盖伦的hp应该还是初始值
//但是事实上观察到的是：
System.out.printf("%d个增加线程和%d个减少线程结束后%n盖伦的血量变成了 %.0f%n", n,n,gareen.hp);
}
}
1. 假设增加线程先进入，得到的hp是10000
2. 进行增加运算 3. 正在做增加运算的时候，还没有来得及修改hp的值，减少线程来了 4. 减少线程得到的hp的值也是10000 5. 减少线程进行减少运算 6. 增加线程运算结束，得到值10001，并把这个值赋予hp 7. 减少线程也运算结束，得到值9999，并把这个值赋予hp hp，最后的值就是9999 虽然经历了两个线程各自增减了一次，本来期望还是原值10000，但是却得到了一个9999 这个时候的值9999是一个错误的值，在业务上又叫做脏数据
总体解决思路是： 在增加线程访问hp期间，其他线程不可以访问hp
1. 增加线程获取到hp的值，并进行运算 2. 在运算期间，减少线程试图来获取hp的值，但是不被允许 3. 增加线程运算结束，并成功修改hp的值为10001 4. 减少线程，在增加线程做完后，才能访问hp的值，即10001 5. 减少线程运算，并得到新的值10000
解决上述问题之前，先理解
synchronized关键字的意义 如下代码： Object someObject =new Object(); synchronized (someObject){ //此处的代码只有占有了someObject后才可以执行 } synchronized表示当前线程，独占 对象 someObject 当前线程独占 了对象someObject，如果有其他线程试图占有对象someObject，就会等待，直到当前线程释放对someObject的占用。 someObject 又叫同步对象，所有的对象，都可以作为同步对象 为了达到同步的效果，必须使用同一个同步对象 释放同步对象的方式： synchronized 块自然结束，或者有异常抛出 package multiplethread;
import java.text.SimpleDateFormat;
import java.util.Date;
public class TestThread {
public static String now(){
return new SimpleDateFormat("HH:mm:ss").format(new Date());
}
public static void main(String[] args) {
final Object someObject = new Object();
Thread t1 = new Thread(){
public void run(){
try {
System.out.println( now()+" t1 线程已经运行");
System.out.println( now()+this.getName()+ " 试图占有对象：someObject");
synchronized (someObject) {
System.out.println( now()+this.getName()+ " 占有对象：someObject");
Thread.sleep(5000);
System.out.println( now()+this.getName()+ " 释放对象：someObject");
}
System.out.println(now()+" t1 线程结束");
} catch (InterruptedException e) {
// TODO Auto-generated catch block
e.printStackTrace();
}
}
};
t1.setName(" t1");
t1.start();
Thread t2 = new Thread(){
public void run(){
try {
System.out.println( now()+" t2 线程已经运行");
System.out.println( now()+this.getName()+ " 试图占有对象：someObject");
synchronized (someObject) {
System.out.println( now()+this.getName()+ " 占有对象：someObject");
Thread.sleep(5000);
System.out.println( now()+this.getName()+ " 释放对象：someObject");
}
System.out.println(now()+" t2 线程结束");
} catch (InterruptedException e) {
// TODO Auto-generated catch block
e.printStackTrace();
}
}
};
t2.setName(" t2");
t2.start();
}
}
所有需要修改hp的地方，有要建立在占有someObject的基础上。
而对象 someObject在同一时间，只能被一个线程占有。 间接地，导致同一时间，hp只能被一个线程修改。 package multiplethread;
import java.awt.GradientPaint;
import charactor.Hero;
public class TestThread {
public static void main(String[] args) {
final Object someObject = new Object();
final Hero gareen = new Hero();
gareen.name = "盖伦";
gareen.hp = 10000;
int n = 10000;
Thread[] addThreads = new Thread[n];
Thread[] reduceThreads = new Thread[n];
for (int i = 0; i < n; i++) {
Thread t = new Thread(){
public void run(){
//任何线程要修改hp的值，必须先占用someObject
synchronized (someObject) {
gareen.recover();
}
try {
Thread.sleep(100);
} catch (InterruptedException e) {
// TODO Auto-generated catch block
e.printStackTrace();
}
}
};
t.start();
addThreads[i] = t;
}
for (int i = 0; i < n; i++) {
Thread t = new Thread(){
public void run(){
//任何线程要修改hp的值，必须先占用someObject
synchronized (someObject) {
gareen.hurt();
}
try {
Thread.sleep(100);
} catch (InterruptedException e) {
// TODO Auto-generated catch block
e.printStackTrace();
}
}
};
t.start();
reduceThreads[i] = t;
}
for (Thread t : addThreads) {
try {
t.join();
} catch (InterruptedException e) {
// TODO Auto-generated catch block
e.printStackTrace();
}
}
for (Thread t : reduceThreads) {
try {
t.join();
} catch (InterruptedException e) {
// TODO Auto-generated catch block
e.printStackTrace();
}
}
System.out.printf("%d个增加线程和%d个减少线程结束后%n盖伦的血量是 %.0f%n", n,n,gareen.hp);
}
}
既然任意对象都可以用来作为同步对象，而所有的线程访问的都是同一个hero对象，索性就使用gareen来作为同步对象
进一步的，对于Hero的hurt方法，加上： synchronized (this) { } 表示当前对象为同步对象，即也是gareen为同步对象 package multiplethread;
import java.awt.GradientPaint;
import charactor.Hero;
public class TestThread {
public static void main(String[] args) {
final Hero gareen = new Hero();
gareen.name = "盖伦";
gareen.hp = 10000;
int n = 10000;
Thread[] addThreads = new Thread[n];
Thread[] reduceThreads = new Thread[n];
for (int i = 0; i < n; i++) {
Thread t = new Thread(){
public void run(){
//使用gareen作为synchronized
synchronized (gareen) {
gareen.recover();
}
try {
Thread.sleep(100);
} catch (InterruptedException e) {
// TODO Auto-generated catch block
e.printStackTrace();
}
}
};
t.start();
addThreads[i] = t;
}
for (int i = 0; i < n; i++) {
Thread t = new Thread(){
public void run(){
//使用gareen作为synchronized
//在方法hurt中有synchronized(this)
gareen.hurt();
try {
Thread.sleep(100);
} catch (InterruptedException e) {
// TODO Auto-generated catch block
e.printStackTrace();
}
}
};
t.start();
reduceThreads[i] = t;
}
for (Thread t : addThreads) {
try {
t.join();
} catch (InterruptedException e) {
// TODO Auto-generated catch block
e.printStackTrace();
}
}
for (Thread t : reduceThreads) {
try {
t.join();
} catch (InterruptedException e) {
// TODO Auto-generated catch block
e.printStackTrace();
}
}
System.out.printf("%d个增加线程和%d个减少线程结束后%n盖伦的血量是 %.0f%n", n,n,gareen.hp);
}
}
package charactor;
public class Hero{
public String name;
public float hp;
public int damage;
//回血
public void recover(){
hp=hp+1;
}
//掉血
public void hurt(){
//使用this作为同步对象
synchronized (this) {
hp=hp-1;
}
}
public void attackHero(Hero h) {
h.hp-=damage;
System.out.format("%s 正在攻击 %s, %s的血变成了 %.0f%n",name,h.name,h.name,h.hp);
if(h.isDead())
System.out.println(h.name +"死了！");
}
public boolean isDead() {
return 0>=hp?true:false;
}
}
在recover前，直接加上synchronized ，其所对应的同步对象，就是this
和hurt方法达到的效果是一样 外部线程访问gareen的方法，就不需要额外使用synchronized 了 package charactor;
public class Hero{
public String name;
public float hp;
public int damage;
//回血
//直接在方法前加上修饰符synchronized
//其所对应的同步对象，就是this
//和hurt方法达到的效果一样
public synchronized void recover(){
hp=hp+1;
}
//掉血
public void hurt(){
//使用this作为同步对象
synchronized (this) {
hp=hp-1;
}
}
public void attackHero(Hero h) {
h.hp-=damage;
System.out.format("%s 正在攻击 %s, %s的血变成了 %.0f%n",name,h.name,h.name,h.hp);
if(h.isDead())
System.out.println(h.name +"死了！");
}
public boolean isDead() {
return 0>=hp?true:false;
}
}
package multiplethread;
import java.awt.GradientPaint;
import charactor.Hero;
public class TestThread {
public static void main(String[] args) {
final Hero gareen = new Hero();
gareen.name = "盖伦";
gareen.hp = 10000;
int n = 10000;
Thread[] addThreads = new Thread[n];
Thread[] reduceThreads = new Thread[n];
for (int i = 0; i < n; i++) {
Thread t = new Thread(){
public void run(){
//recover自带synchronized
gareen.recover();
try {
Thread.sleep(100);
} catch (InterruptedException e) {
// TODO Auto-generated catch block
e.printStackTrace();
}
}
};
t.start();
addThreads[i] = t;
}
for (int i = 0; i < n; i++) {
Thread t = new Thread(){
public void run(){
//hurt自带synchronized
gareen.hurt();
try {
Thread.sleep(100);
} catch (InterruptedException e) {
// TODO Auto-generated catch block
e.printStackTrace();
}
}
};
t.start();
reduceThreads[i] = t;
}
for (Thread t : addThreads) {
try {
t.join();
} catch (InterruptedException e) {
// TODO Auto-generated catch block
e.printStackTrace();
}
}
for (Thread t : reduceThreads) {
try {
t.join();
} catch (InterruptedException e) {
// TODO Auto-generated catch block
e.printStackTrace();
}
}
System.out.printf("%d个增加线程和%d个减少线程结束后%n盖伦的血量是 %.0f%n", n,n,gareen.hp);
}
}
如果一个类，其方法都是有synchronized修饰的，那么该类就叫做线程安全的类
同一时间，只有一个线程能够进入 这种类的一个实例 的去修改数据，进而保证了这个实例中的数据的安全(不会同时被多线程修改而变成脏数据) 比如StringBuffer和StringBuilder的区别 StringBuffer的方法都是有synchronized修饰的，StringBuffer就叫做线程安全的类 而StringBuilder就不是线程安全的类
在对象方法前，加上修饰符synchronized ，同步对象是当前实例。
那么如果在类方法前，加上修饰符 synchronized，同步对象是什么呢？ 提示：要完成本练习，需要反射reflection的知识，如果未学习反射，可以暂时不做
在查看答案前，尽量先自己完成，碰到问题再来查看答案，收获会更多
因为需要需要反射reflection的知识，所以答案见反射的答案-在静态方法上加synchronized，同步对象是什么？
把答案-使用LinkedList实现Stack栈 中的MyStack类，改造为线程安全的类。
在查看答案前，尽量先自己完成，碰到问题再来查看答案，收获会更多
package collection;
import java.util.LinkedList;
import charactor.Hero;
public class MyStack implements Stack{
LinkedList<Hero> heros = new LinkedList<Hero>();
//插入的时候，加上synchronized，同步对象是当前实例
public synchronized void push(Hero h) {
heros.addLast(h);
}
//取出的时候，加上synchronized，同步对象是当前实例
public synchronized Hero pull() {
return heros.removeLast();
}
//查看没必要加上synchronized，因为不修改数据
public Hero peek() {
return heros.getLast();
}
}
HOW2J公众号，关注后实时获知最新的教程和优惠活动，谢谢。
问答区域
2021-03-02
final对象的值为什么之后可以改变？
1 个答案
lelnice 跳转到问题位置 答案时间：2021-03-05 对象前面加final，final的是对象引用地址，也就是你不能再更改该对象的引用地址了。
如果在Hero类里面的hp前面加上final，那才是不能再更改hp了。
回答已经提交成功，正在审核。 请于 我的回答 处查看回答记录，谢谢
2020-10-10
为什么我的步骤1没有引发同步问题
4 个答案
nannananananan 跳转到问题位置 答案时间：2021-10-09 我把join去掉就出现了问题 每天都要学Java啊 跳转到问题位置 答案时间：2020-11-11 如果看不到效果，增加运行次数，比如 n = 100000 我 n 为 1w也看不到变化
兵长 跳转到问题位置 答案时间：2020-10-15 @FARO_Z
嗯。我把sleep时间改成500。问题就出现了
～～～～
盖伦的初始血量是 1000
1000个增加线程和1000个减少线程结束后
盖伦的血量变成了 1001
线程争夺中，sleep稍微‘久’一点，效果明显
FARO_Z 跳转到问题位置 答案时间：2020-10-13 我昨天在群里问了一下，可能是你的CPU主频比较高，导致start后，还没没来得及运行，就开始运行后面的join，这样就形成了加血完成，再减血的问题.....
回答已经提交成功，正在审核。 请于 我的回答 处查看回答记录，谢谢
2020-07-16
关于循环体内的多线程问题
2020-07-14
步骤四的代码为什么没有实现多线程？
2020-06-28
不知道代码的用处
提问太多，页面渲染太慢，为了加快渲染速度，本页最多只显示几条提问。还有 37 条以前的提问，请 点击查看
提问之前请登陆
提问已经提交成功，正在审核。 请于 我的提问 处查看提问记录，谢谢
|
