JAVA线程模型

线程模型

一、同步模型

最常见的例子就是银行取款，A,B两个人分别在银行对一个账户进行取款操作，账户仅有1000余额，当同事点击取款1000的按钮时，银行会怎样处理呢？
每个人都查询到了余额1000元没错，即使同时取款，也会有一方不成功的，否则的话，银行会被搞垮的，他才没那么笨，但是这该如何实现呢？

1、synchronized同步关键字
这里涉及到多个线程对共享资源进行处理，这里就必须要给线程“排队”，使用的关键字是synchronized（同步），在程序中，给对共享资源进行处理的代码部分（整个方法或代码块）添加此关键字。相当于给代码块加锁，取得钥匙的线程对资源操作，完成后将钥匙交予其他线程，这保证了同一个资源某一时间内只有一个线程可以对其修改等操作。
public void func(){
    //代码
    synchronized(锁){
         //对共享资源处理代码
    }
    //代码
}
这里注意:
      (1)、锁本身必须是共享的资源，不能使局部变量，如在方法内部定义锁，然后使用的话，这样的代码是无意义的，每个对象都会实例化一个锁，锁就失去了作用。比如超市的储物柜钥匙如果每人一把的话，那谁还敢把东西放进去呢。
public void func(){
   Object lock = new Object();
    //代码
    synchronized(lock){//锁失去了意义
         //对共享资源处理代码
    }
    //代码
}
     (2)、锁可以是任何一个类型即Object
     (3)、注意细分锁。可以有多个锁对象，对不同的资源“上锁”
class A{
     private Object lock1 = new Object();
     private Object lock2 = new Object();
    
     void f(){
           synchronized(lock1){
                 //访问资源P
           }
     }

     void g(){
           synchronized(lock2){
                 //访问资源Q
           }
     }
}


2、Lock 锁对象
除了synchronized还可以用Lock创建临界区
class A{
     Lock lock = new ReentrantLock();
     void f(){
           
            lock.lock();//加锁
              try{
                  //访问资源            
            }finally{
                  lock.unlock();//解锁
             }
     }
]


3、synchronized 和 Lock
（1）Lock的锁定时通过代码实现的，synchronized是在JVM层面上实现的
（2）synchronized在锁定时如果出现方法块抛出异常，JVM会自动解锁，不会造成因为异常而死锁。
Lock在出现异常时只能在finally{}将锁释放。
（3）Lock能完成synchronized所实现的所有功能
（4）Lock有比synchronized更精确的线程语义和更好的性能。
（5）在资源竞争不是很激烈的情况下，synchronized的性能优于ReentrantLock,但是当资源竞争很激烈时，synchronized的性能会下降几十倍，而ReentrantLock的性能维持常态。


二、生产/消费模型
生产者生产一件产品放到仓库，消费者从仓库取走产品，生产者再生产一件...
有几种方式呢?
1、消费者不停的问“有货吗？有货吗？有货吗？”。这无疑是很浪费资源的方式
2、wait()/notify()
消费者处于wait(),生产者生产出产品则notify(),然后wait()消费者收到信息进行消费，然后notify生产者，并在此处于wait(),生产者再继续生产...
生产者类的代码;

/**
 * 生产者线程：无数据时再存，存入一个就发通知
 * @author Administrator
 *
 */
public class ProduceThread extends Thread{
	//用来标记放入对象的每一个独立ID号
	private static int count = 0;
	//与消费线程或共同存取的对象列表
	private List shareList;
	
	public ProduceThread(List shareList){
		this.shareList = shareList;
	}
	
	public void run(){
		System.out.println("生产线程已经启动 。。。"+shareList.size());
		while(true){
			try{
				Thread.sleep(2000);
				synchronized(shareList){
					while(shareList.size()>0){
						shareList.wait();//有货，等待
					}
					while(shareList.size()==0){//无货，生产
						Student st = new Student();
						count++;
						st.id = count;
						st.name = count+"aaa";
						System.out.println("--->生产线程放入对象："+st.toString());
						shareList.add(st);
						shareList.notify();//通知
					}
				}
			}catch(Exception ef){
				ef.printStackTrace();
			}
		}
	}	
}

消费者类的代码：

/**
 * 取数据线程：当有数据时取，取完通知
 * @author Administrator
 *
 */
public class CustomerThread extends Thread{

	private List shareList;
	
	public CustomerThread(List shareList){
		this.shareList = shareList;
	}
	
	public void run(){
		System.out.println("消费线程已经启动。。。"+shareList.size());
		while(true){
			try{
				synchronized(shareList){
					while(shareList.size()==0){
						//如果没有，消费线程则等待
						shareList.wait();
					}
					while(shareList.size()>0){
						System.out.println("<---消费线程取出 "+shareList.remove(0).toString());
						//取了一个已经，立即发出通知
						shareList.notify();
					}
				}
			}catch(Exception ef){
				ef.printStackTrace();
			}
		}
	}
}

注意wait()和sleep()的区别是：
wait()释放锁等待，而sleep()是不释放锁的，即，它在休眠的时候仍然占用资源。


三、双缓冲模型
双缓冲模型有两个队列A,B,生产者将产品放到队列A中，消费者从队列B中拿产品，当B队列为空时，将A队列的产品存入B。当B不为空时，消费者只管取货，生产者只管生产，两者之间没有直接的联系，只有B为空时，将B队列同步起来，再将A同步起来，A中产品倒入B。
这样，就可以大大减少处理同步的次数。




如有不足，欢迎指正！

评论

2 楼 stevenjohn 2013-01-17  

楼主，好文

1 楼 GLC 2013-01-17  

操作系统的正好还没考、这个让我好好复习了很多啊。