Java基础知识笔记(五:多线程的同步问题)

编写多线程程序往往是为了提高资源的利用率,或者提高程序的运行效率,或者更好地监控程序的运行过程等。多线程同步处理的目的是为了让多个线程协调地并发工作。对多线程进行同步处理可以通过同步方法和同步语句块实现。Java虚拟机是通过对资源(如内存)加锁的方式实现这两种同步方式。这种机制带来的另一个问题就是死锁问题(即程序的所有线程都处于阻塞态或等待态)。良好的程序设计应当设法避开这种死锁问题。

一、多线程同步的基本原理

如果在多个并发线程之间共用资源,则可能就需要进行同步处理。Java虚拟机通过给每个对象加锁的方式实现多线程的同步处理。这里的对象包括类对象和实例对象两种。一个类的静态成员域和静态成员方法隶属于类对象。一个类的非静态成员域和非静态成员方法是不隶属于类对象的,而隶属于类的实例对象。

Java虚拟机为每个对象配备一把锁和一个等候集。对象内部锁住的是一些同步方法和同步语句块。一个方法要成为同步方法只要给该方法加上修饰词synchronized就可以。同步语句块的定义格式如下:

Synchronized(引用类型的表达式)

语句块

其中,关键字synchronized是同步语句块的引导词;位于“()”内的表达式必须是引用类型的表达式,指向某个类对象或实例对象,即指定与该同步语句块相关连的对象;语句块则由一对“{}”及这对大括号所括起来的一系列语句组成。

由于同步处理机制,Java虚拟机在运行同步方法或同步语句块时在时间和空间上需要一些额外开销。虽然利用多线程可以提高资源的利用率,但是如果过于频繁地用同步方法或同步语句块,则会降低多线程的并行度,并可能因为Java虚拟机的额外开销过大而最终降低程序的运行效率。

二、多线程的同步问题

(1)死锁问题

资源短缺会造成程序的所有线程都陷入等待态或阻塞态。死锁问题常常指的是造成这种情况的问题:资源实际上并不短缺,但由于程序设计不合理而造成程序的所有线程都处于等待态或阻塞态。典型的情况是每个线程都占有若干个资源的同时在等待若干个资源,而等待的资源都被其他线程所控制,所以每个线程都处于阻塞态。

(2)多线程同步的粒度问题

Java虚拟机通过Java语言的多线程特性提高了Java程序的运行效率。在多个线程之间常常因为共享内存等而需要同步处理。同步处理常常会降低线程的并行度,即让有些线程无法并行而只能串行。因此,很多资料认为多线程同步的粒度越小越好,即建议尽可能地减少在同步方法与同步语句块中的代码量,从而缩短多个线程串行运行的时间。实际上,这样会不会提高程序的运行效率是一个值得讨论的问题。这些资料忽略了Java虚拟机为线程的同步处理所需要的额外开销,即如果频繁地进入和退出同步方法或同步语句块,也会降低程序的运行效率。良好的多线程程序设计应当做好多线程同步的粒度与同步处理的次数之间的平衡关系,从而真正提高程序的运行效率。

时间: 2024-11-10 00:54:50

Java基础知识笔记(五:多线程的同步问题)的相关文章

Java基础知识强化之多线程笔记01:多线程基础知识(详见Android(java)笔记61~76)

1. 基础知识: Android(java)学习笔记61:多线程程序的引入    ~    Android(java)学习笔记76:多线程-定时器概述和使用 

Java基础知识强化之多线程笔记07:同步、异步、阻塞式、非阻塞式 的联系与区别

1. 同步: 所谓同步,就是在发出一个功能调用时,在没有得到结果之前,该调用就不返回.但是一旦调用返回,就必须先得到返回值了. 换句话话说,调用者主动等待这个"调用"的结果. 对于同步调用来说,很多时候当前线程还是激活的,只是从逻辑上当前函数没有返回而已. 2. 异步: 所谓异步,"调用"在发出之后,这个调用就直接返回了,所以没有返回结果. 换句话说,当一个异步过程调用发出后,调用者不会立刻得到结果.而是在"调用"发出后,"被调用者&q

Java基础知识强化之多线程笔记05:Java中继承thread类 与 实现Runnable接口的区别

1. Java中线程的创建有两种方式:  (1)通过继承Thread类,重写Thread的run()方法,将线程运行的逻辑放在其中. (2)通过实现Runnable接口,实例化Thread类. 2. 在实际应用中,我们经常用到多线程,如车站的售票系统,车站的各个售票口相当于各个线程.当我们做这个系统的时候可能会想到两种方式来实现,继承Thread类或实现Runnable接口,现在看一下这两种方式实现的两种结果. 继承thread类 1 package com.threadtest; 2 clas

Java基础知识强化之多线程笔记03:进程与线程 和 多线程的意义

1. 要想了解多线程,必须先了解线程,而要想了解线程,必须先了解进程,因为线程是依赖于进程而存在. 2. 什么是进程? 通过任务管理器我们就看到了进程的存在. 而通过观察,我们发现只有运行的程序才会出现进程. 进程:就是正在运行的程序. 进程是系统进行资源分配和调用的独立单位.每一个进程都有它自己的内存空间和系统资源. 3. 多进程有什么意义呢? 单进程的计算机只能做一件事情,而我们现在的计算机都可以做多件事情. 举例:一边玩游戏(游戏进程),一边听音乐(音乐进程). 也就是说现在的计算机都是支

Java基础知识笔记(一:修饰词、向量、哈希表)

一.Java语言的特点(养成经常查看Java在线帮助文档的习惯) (1)简单性:Java语言是在C和C++计算机语言的基础上进行简化和改进的一种新型计算机语言.它去掉了C和C++最难正确应用的指针和最难理解的多重继承技术等内容,通过垃圾回收机制简化了程序内存管理,统一了各种数据类型在不同操作系统平台上所占用的内存大小. (2)网络特性:Java语言是目前对网络支持最全面,与网络关系最密切的计算机语言之一. (3)面向对象:由于Java语言是一种新型计算机语言,没有兼容过程式计算机语言的负担,因此

Java基础知识(五)

1.      在HashTable中同步和如何实现HashMap的同步 1. 同步意味着在一个时间点只能有一个线程可以修改hash表,任何线程在执行HashTable的更新操作前都需要获取对象锁,其他线程则等待锁的释放. 2.  HashMap可以通过Map m=Collection.synchronizedMap(new HashMap())来达到同步的效果.具体而言,该方法返回一个同步的Map,该Map封装了底层的HashMap的所有方法,使得底层的HashMap即使是在多线程的环境中也是

Java基础知识笔记(七:接口、变量作用域和参数传递)

一.接口 Java语言不允许一个子类拥有多个直接父类,即任何子类只能有一个直接父类.但允许一个类实现多个接口,即在定义类的接口名称列表中可以包含1个或多个接口名称,从而实现多重继承的特性.接口的定义格式如下: [接口修饰词列表] interface 接口名 [extends 接口名称列表] { 接口体 } 接口修饰词列表可以包含0个.1个或者多个接口修饰词.如果存在多个接口修饰词,则在相邻两个接口修饰词之间采用空格分隔开.接口修饰词包括:public.abstract和strictfp等.在同一

Java基础学习笔记五 Java基础语法之面向对象

面向对象 理解什么是面向过程.面向对象 面向过程与面向对象都是我们编程中,编写程序的一种思维方式.面向过程的程序设计方式,是遇到一件事时,思考“我该怎么做”,然后一步步实现的过程.例如:公司打扫卫生(擦玻璃.扫地.拖地.倒垃圾等),按照面向过程的程序设计方式会思考“打扫卫生我该怎么做,然后一件件的完成”,最后把公司卫生打扫干净了.面向对象的程序设计方式,是遇到一件事时,思考“我该让谁来做”,然后那个“谁”就是对象,他要怎么做这件事是他自己的事,反正最后一群对象合力能把事就好就行了.例如,公司打扫

Java基础知识陷阱(五)

本文发表于本人博客. 今天我来说说关于静态变量初始化.数组.==与equals的问题,看下面代码: public class Test{ private final int age; private String name; public Test(){ age = 30; } public Test(String name){ this.name = name; } } 我想上面的代码好多人都知道了会编译报错的,原因是在代餐构造函数中未对age进行复制操作. 对于终态变量final程序中是可以