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[java实现数据库同步]java实现同步的几种方式(总结)

时间:2020-04-18 17:37:10      阅读:383      评论:0      收藏:0      [点我收藏+]

为何要使用同步?

java允许多线程并发控制,当多个线程同时操作一个可共享的资源变量时(如数据的增删改查),

将会导致数据不准确,相互之间产生冲突,因此加入同步锁以避免在该线程没有完成操作之前,被其他线程的调用,

从而保证了该变量的唯一性和准确性。

一、实例

举个例子,如果一个银行账户同时被两个线程操作,一个取100块,一个存钱100块。假设账户原本有0块,如果取钱线程和存钱线程同时发生,会出现什么结果呢?取钱不成功,账户余额是100.取钱成功了,账户余额是0。但哪个余额对应哪个呢?很难说清楚,因此多线程的同步问题就应运而生。

二、不使用同步方法时

Bank.java

publicclassBank{

privateintcount=0;//账户余额

//存钱

publicvoidaddMoney(intmoney){

count+=money;

System.out.println(System.currentTimeMillis()+"存进:"+money);

}

//取钱

publicvoidsubMoney(intmoney){

if(count-money<0){

System.out.println("余额不足");

return;

}

count-=money;

System.out.println(+System.currentTimeMillis()+"取出:"+money);

}

//查询

publicvoidlookMoney(){

System.out.println("账户余额:"+count);

}

}

SyncThreadTest.java

packagethreadTest;

publicclassSyncThreadTest{

publicstaticvoidmain(Stringargs[]){

finalBankbank=newBank();

Threadtadd=newThread(newRunnable(){

@Override

publicvoidrun(){

//TODOAuto-generatedmethodstub

while(true){

try{

Thread.sleep(1000);

}catch(InterruptedExceptione){

//TODOAuto-generatedcatchblock

e.printStackTrace();

}

bank.addMoney(100);

bank.lookMoney();

System.out.println(" ");

}

}

});

Threadtsub=newThread(newRunnable(){

@Override

publicvoidrun(){

//TODOAuto-generatedmethodstub

while(true){

bank.subMoney(100);

bank.lookMoney();

System.out.println(" ");

try{

Thread.sleep(1000);

}catch(InterruptedExceptione){

//TODOAuto-generatedcatchblock

e.printStackTrace();

}

}

}

});

tsub.start();

tadd.start();

}

}

运行结果如下:

1502542307917取出:100

账号余额:100

1502542308917存进:100

1502542308917取出:100

账号余额:0

账号余额:0

1502542309917存进:100

账号余额:0

1502542309917取出:100

账号余额:0

此时出现了非线程安全问题,因为两个线程同时访问一个没有同步的方法,如果这两个线程同时操作业务对象中的实例变量,就有可能出现非线程安全问题。

解决方案:只需要在publicvoidrun()前面加synchronized关键词即可。

三、使用同步时的方案

1、1.同步方法

即有synchronized关键字修饰的方法。

由于java的每个对象都有一个内置锁,当用此关键字修饰方法时,

内置锁会保护整个方法。在调用该方法前,需要获得内置锁,否则就处于阻塞状态。

代码如:

publicsynchronizedvoidsave(){}

注:synchronized关键字也可以修饰静态方法,此时如果调用该静态方法,将会锁住整个类

publicclassBank{

privateintcount=0;//账户余额

//存钱

publicsynchronizedvoidaddMoney(intmoney){

count+=money;

System.out.println(System.currentTimeMillis()+"存进:"+money);

}

//取钱

publicsynchronizedvoidsubMoney(intmoney){

if(count-money<0){

System.out.println("余额不足");

return;

}

count-=money;

System.out.println(+System.currentTimeMillis()+"取出:"+money);

}

//查询

publicvoidlookMoney(){

System.out.println("账户余额:"+count);

}

}

运行结果:

余额不足

账号余额:0

1502543814934存进:100

账号余额:100

1502543815934存进:100

账号余额:200

1502543815934取出:100

账号余额:100

这样就实现了线程同步。

2.同步代码块

即有synchronized关键字修饰的语句块。

被该关键字修饰的语句块会自动被加上内置锁,从而实现同步

代码如:

synchronized(object){

}

注:同步是一种高开销的操作,因此应该尽量减少同步的内容。

通常没有必要同步整个方法,使用synchronized代码块同步关键代码即可。

publicclassBank{

privateintcount=0;//账户余额

//存钱

publicvoidaddMoney(intmoney){

synchronized(this){

count+=money;

}

System.out.println(System.currentTimeMillis()+"存进:"+money);

}

//取钱

publicvoidsubMoney(intmoney){

synchronized(this){

if(count-money<0){

System.out.println("余额不足");

return;

}

count-=money;

}

System.out.println(+System.currentTimeMillis()+"取出:"+money);

}

//查询

publicvoidlookMoney(){

System.out.println("账户余额:"+count);

}

}

运行结果:

余额不足

账户余额:0

余额不足

账户余额:100

1502544966411存进:100

账户余额:100

1502544967411存进:100

账户余额:100

1502544967411取出:100

账户余额:100

1502544968422取出:100

这样也实现了线程同步,运行效率上来说也比方法同步效率高,同步是一种高开销的操作,因此应该尽量减少同步的内容。通常没有必要同步整个方法,使用synchronized代码块同步关键代码即可。。

3.使用特殊域变量(volatile)实现线程同步

a.volatile关键字为域变量的访问提供了一种免锁机制,

b.使用volatile修饰域相当于告诉虚拟机该域可能会被其他线程更新,

c.因此每次使用该域就要重新计算,而不是使用寄存器中的值

d.volatile不会提供任何原子操作,它也不能用来修饰final类型的变量

Bank.java代码如下:

packagecom.thread.demo;

publicclassBank{

privatevolatileintcount=0;//账户余额

//存钱

publicvoidaddMoney(intmoney){

synchronized(this){

count+=money;

}

System.out.println(System.currentTimeMillis()+"存进:"+money);

}

//取钱

publicvoidsubMoney(intmoney){

synchronized(this){

if(count-money<0){

System.out.println("余额不足");

return;

}

count-=money;

}

System.out.println(+System.currentTimeMillis()+"取出:"+money);

}

//查询

publicvoidlookMoney(){

System.out.println("账户余额:"+count);

}

}

运行结果:

余额不足

账户余额:0

余额不足

账户余额:100

1502546287474存进:100

账户余额:100

1502546288474存进:100

1502546288474取出:100

账户余额:100

此时,顺序又乱了,说明同步又出现了问题,因为volatile不能保证原子操作导致的,因此volatile不能代替synchronized。此外volatile会组织编译器对代码优化,因此能不使用它就不适用它吧。它的原理是每次要线程要访问volatile修饰的变量时都是从内存中读取,而不是存缓存当中读取,因此每个线程访问到的变量值都是一样的。这样就保证了同步。

在JavaSE5.0中新增了一个java.util.concurrent包来支持同步。ReentrantLock类是可重入、互斥、实现了Lock接口的锁,它与使用synchronized方法和快具有相同的基本行为和语义,并且扩展了其能力。

ReenreantLock类的常用方法有:

ReentrantLock():创建一个ReentrantLock实例

lock():获得锁

unlock():释放锁

注:ReentrantLock()还有一个可以创建公平锁的构造方法,但由于能大幅度降低程序运行效率,不推荐使用

Bank.java代码修改如下:

publicclassBank{

privateintcount=0;//账户余额

//需要声明这个锁

privateLocklock=newReentrantLock();

//存钱

publicvoidaddMoney(intmoney){

lock.lock();//上锁

try{

count+=money;

System.out.println(System.currentTimeMillis()+"存进:"+money);

}finally{

lock.unlock();//解锁

}

}

//取钱

publicvoidsubMoney(intmoney){

lock.lock();

try{

if(count-money<0){

System.out.println("余额不足");

return;

}

count-=money;

System.out.println(+System.currentTimeMillis()+"取出:"+money);

}finally{

lock.unlock();

}

}

//查询

publicvoidlookMoney(){

System.out.println("账户余额:"+count);

}

}

运行效果:

余额不足

账户余额:0

1502547439892存进:100

账户余额:100

1502547440892存进:100

账户余额:200

1502547440892取出:100

账户余额:100

注:关于Lock对象和synchronized关键字的选择:

a.最好两个都不用,使用一种java.util.concurrent包提供的机制,

能够帮助用户处理所有与锁相关的代码。

b.如果synchronized关键字能满足用户的需求,就用synchronized,因为它能简化代码

c.如果需要更高级的功能,就用ReentrantLock类,此时要注意及时释放锁,否则会出现死锁,通常在finally代码释放锁。

Bank.java代码如下:

publicclassBank{

privatestaticThreadLocalcount=newThreadLocal(){

@Override

protectedIntegerinitialValue(){

//TODOAuto-generatedmethodstub

return0;

}

};

//存钱

publicvoidaddMoney(intmoney){

count.set(count.get()+money);

System.out.println(System.currentTimeMillis()+"存进:"+money);

}

//取钱

publicvoidsubMoney(intmoney){

if(count.get()-money<0){

System.out.println("余额不足");

return;

}

count.set(count.get()-money);

System.out.println(+System.currentTimeMillis()+"取出:"+money);

}

//查询

publicvoidlookMoney(){

System.out.println("账户余额:"+count.get());

}

}

运行效果:

余额不足

账户余额:0

余额不足

1502547748383存进:100

账户余额:100

账户余额:0

余额不足

账户余额:0

1502547749383存进:100

账户余额:200

看了运行效果,一开始一头雾水,怎么只让存,不让取啊?看看ThreadLocal的原理:

如果使用ThreadLocal管理变量,则每一个使用该变量的线程都获得该变量的副本,副本之间相互独立,这样每一个线程都可以随意修改自己的变量副本,而不会对其他线程产生影响。现在明白了吧,原来每个线程运行的都是一个副本,也就是说存钱和取钱是两个账户,知识名字相同而已。所以就会发生上面的效果。

ThreadLocal类的常用方法

ThreadLocal():创建一个线程本地变量

get():返回此线程局部变量的当前线程副本中的值

initialValue():返回此线程局部变量的当前线程的"初始值"

set(Tvalue):将此线程局部变量的当前线程副本中的值设置为value

注:ThreadLocal与同步机制

a.ThreadLocal与同步机制都是为了解决多线程中相同变量的访问冲突问题。

b.前者采用以"空间换时间"的方法,后者采用以"时间换空间"的方式

线程同步的内容就暂时总结到这里,欢迎小伙伴们提出自己的意见,共同学习。end。

[java实现数据库同步]java实现同步的几种方式(总结)

原文:https://www.cnblogs.com/sqlserver-mysql/p/12726683.html

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