21多线程程序设计2.ppt

* * * * * 多线程同步 线程并发引发的问题 线程同步原理 同步方法与同步语句块 线程间交互 * 线程并发引起的问题 多个线程相对执行的顺序是不确定的 线程执行顺序的不确定性会产生执行结果的不确定性。 在多个线程对共享数据操作时常常会由于这种不确定性而产生错误。 * 线程并发引起的问题实例 一个堆栈类： public class MyStack{ private int idx = 0 ; private char[ ] data = new char[6] ; public void push( char c ){ data[idx] = c ; idx ++ ; // 栈顶指针指向下一个空单元 } public char pop( ){ idx-- ; return data[idx] ; } } * 线程并发引起的问题实例 线程a和线程b共享堆栈s 线程 a 线程b 堆栈 s 状态 时刻t1 时刻t2 时刻t3 //调用s.Push( ‘r’); data[idx]=‘r’ ; //调用s.pop( ) idx-- ; return data[idx]; //恢复运行 idx++ ; /*线程a 被抢占 idx++; 未执行*/ | p | q | | | | | idx=2 | p | q | r | | | | idx=2 | p | q | r | | | | idx=1 | p | q | r | | | | idx=2 . . . * 线程并发执行产生问题的原因 各个线程对共享数据的访问被不合理的打断。 两个线程共享一个堆栈对象，则一个线程的进栈操作语句：data[idx] = c ;idx ++不应该被另一个线程与之相关的操作打断。 解决办法：让线程的访问共享数据的操作序列不被打断，即让这些操作序列“串行”执行。这种方法就叫做线程同步。 * 多线程同步的原理：同步语句块 同步语句块 定义同步语句块的格式为： synchronized(引用类型表达式） { 语句序列 } 引用类型表达式定义了与该同步语句块相关联的对象。 定义同步方法只需在方法名前加上修饰词synchronized即可。如果方法为类方法，则该同步方法与类对象相关联；如果方法为成员方法，则该同步方法与this相关联。 * 线程同步示例 对MyStack 堆栈的push,pop操作采用上述机制： public class MyStack{ … public void push( char c ){ synchronized(this){ data[idx] = c ; idx ++ ; } } public char pop( ){ synchronized(this){ idx-- ; return data[idx] ;} } } * 多线程对共享数据进行操作 时刻t2 时刻t3 线程 a 线程b 堆栈 s 状态 时刻t1 /*调 用s.push( ) */ data[idx]=‘r’ ; /*调用s.pop(),s.push()未完成，等待*/ //恢复运行 idx++ ; 。。。 /*完成/ //线程a 被抢占 | p | q | | | | | idx=2 | p | q | r | | | | idx=2 | p | q | r | | | | idx=3 . . . 时刻t4 //运行pop … 得结果r | p | q | r | | | | idx=2 * 线程间的交互 一个线程交互场景： a 线程获得了堆栈 s 的对象锁，欲做出栈操作，但发现堆栈 s 为空，因此必须等待其他线程（设为b）向 s 中加入数据，但 a 必须先释放 s 的对象锁，使得 b 线程可以做入栈操作。 b 完成入栈操作后，应该通知 a，让a可以再做出栈操作。 利用wait/notify/notifyAll可以实现线程间的交互和同步 * 线程间的交互:wait方法 线程在同步语句块中主动让出对象锁可以使用Object的wait方法。wait方法有三种形式： Public final void wait() throws InterruptedException Public final void wait(long timeout) throws InterruptedException Public final void wait(long timeout,int nanos)