Java - 块同步

当我们在 Java 程序中启动 两个或多个线程 时，可能会出现多个线程尝试访问相同资源的情况，最终由于并发问题而产生不可预见的结果。例如，如果多个线程尝试写入同一个文件，则它们可能会损坏数据，因为其中一个线程可能会覆盖数据，或者当一个线程正在打开同一个文件时，另一个线程可能正在关闭同一个文件。

因此，需要同步多个线程的操作，并确保在给定时间点只有一个线程可以访问资源。这是使用称为监视器的概念实现的。Java 中的每个对象都与一个监视器关联，线程可以锁定或解锁该监视器。一次只有一个线程可以持有监视器的锁。

Java 中的块同步

Java 编程语言提供了一种非常方便的方法来创建线程并使用同步块 同步 它们的作业。您将共享资源保留在此块中。

语法

以下是 synchronized 语句的一般形式：

synchronized(objectidentifier) {
   // Access shared variables and other shared resources
}

这里，objectidentifier 是对一个对象的引用，其锁与 synchronized 语句表示的监视器关联。现在我们将看两个示例，我们将在其中使用两个不同的线程打印计数器。当线程不同步时，它们打印的计数器值不是按顺序的，但是当我们将计数器放在 synchronized() 块内打印时，它会为两个线程按顺序打印计数器。

无同步的多线程示例

这是一个简单的示例，它可能打印或不打印按顺序的计数器值，并且每次我们运行它时，它都会根据 CPU 对线程的可用性产生不同的结果。

示例

package com.tutorialspoint;

class PrintDemo {
   public void printCount() {
      try {
         for(int i = 5; i >  0; i--) {
            Thread.sleep(50);
            System.out.println("Counter   ---   "  + i );
         }
      } catch (Exception e) {
         System.out.println("Thread  interrupted.");
      }
   }
}

class ThreadDemo extends Thread {
   private Thread t;
   private String threadName;
   PrintDemo  printDemo;

   ThreadDemo( String name,  PrintDemo pd) {
      threadName = name;
      printDemo = pd;
   }
   
   public void run() {
      printDemo.printCount();
      System.out.println("Thread " +  threadName + " exiting.");
   }

   public void start () {
      System.out.println("Starting " +  threadName );
      if (t == null) {
         t = new Thread (this, threadName);
         t.start ();
      }
   }
}

public class TestThread {
   public static void main(String args[]) {

      PrintDemo printDemo = new PrintDemo();

      ThreadDemo t1 = new ThreadDemo( "Thread - 1 ", printDemo );
      ThreadDemo t2 = new ThreadDemo( "Thread - 2 ", printDemo );

      t1.start();
      t2.start();

      // wait for threads to end
         try {
         t1.join();
         t2.join();
      } catch ( Exception e) {
         System.out.println("Interrupted");
      }
   }
}

输出

每次运行此程序都会产生不同的结果：

Starting Thread - 1 
Starting Thread - 2 
Counter   ---   5
Counter   ---   5
Counter   ---   4
Counter   ---   4
Counter   ---   3
Counter   ---   3
Counter   ---   2
Counter   ---   2
Counter   ---   1
Counter   ---   1
Thread Thread - 1  exiting.
Thread Thread - 2  exiting.

块级同步的多线程示例

这是同一个示例，它按顺序打印计数器值，并且每次我们运行它时，它都会产生相同的结果。我们在块上放置了 synchronized 关键字，以便计数器增量代码现在在方法执行期间根据对象被锁定。我们使用当前对象作为锁，将其作为参数传递给 synchronized 块。

示例

package com.tutorialspoint;

class PrintDemo {
   public void printCount() {
      try {
         for(int i = 5; i > 0; i--) {
            Thread.sleep(50);
            System.out.println("Counter   ---   "  + i );
         }
      } catch (Exception e) {
         System.out.println("Thread  interrupted.");
      }
   }
}

class ThreadDemo extends Thread {
   private Thread t;
   private String threadName;
   PrintDemo printDemo;

   ThreadDemo( String name, PrintDemo pd) {
      threadName = name;
      printDemo = pd;
   }
   
   public void run() {
      synchronized(printDemo) {
         printDemo.printCount();
      }
      System.out.println("Thread " +  threadName + " exiting.");
   }

   public void start () {
      System.out.println("Starting " +  threadName );
      if (t == null) {
         t = new Thread (this, threadName);
         t.start ();
      }
   }
}

public class TestThread {

   public static void main(String args[]) {
      PrintDemo printDemo = new PrintDemo();

      ThreadDemo t1 = new ThreadDemo( "Thread - 1 ", printDemo );
      ThreadDemo t2 = new ThreadDemo( "Thread - 2 ", printDemo );

      t1.start();
      t2.start();

      // wait for threads to end
      try {
         t1.join();
         t2.join();
      } catch ( Exception e) {
         System.out.println("Interrupted");
      }
   }
}

输出

每次运行此程序都会产生相同的结果：

Starting Thread - 1 
Starting Thread - 2 
Counter   ---   5
Counter   ---   4
Counter   ---   3
Counter   ---   2
Counter   ---   1
Thread Thread - 1  exiting.
Counter   ---   5
Counter   ---   4
Counter   ---   3
Counter   ---   2
Counter   ---   1
Thread Thread - 2  exiting.

方法级同步的多线程示例

这是同一个示例，它按顺序打印计数器值，并且每次我们运行它时，它都会产生相同的结果。这次我们在方法上放置了 synchronized 关键字，以便整个方法在方法执行期间根据对象被锁定。

示例

package com.tutorialspoint;

class PrintDemo extends Thread {
   public void printCount() {
      try {
         for(int i = 5; i > 0; i--) {
            Thread.sleep(50);
            System.out.println("Counter --- " + i );
         }
      } catch (Exception e) {
         System.out.println("Thread " + Thread.currentThread().getName()+" interrupted.");
      }
   }
   public synchronized void run() {
      printCount();
      System.out.println("Thread " + Thread.currentThread().getName() + " exiting.");
   }
}
public class TestThread {
   public static void main(String args[]) {
      PrintDemo printDemo = new PrintDemo();
      Thread t1 = new Thread(printDemo );
      Thread t2 = new Thread(printDemo );
      t1.start();
      t2.start();
      // wait for threads to end
      try {
         t1.join();
         t2.join();
      } catch ( Exception e) {
         System.out.println("Interrupted");
      }
   }
}

输出

每次运行此程序都会产生相同的结果：

Counter --- 5
Counter --- 4
Counter --- 3
Counter --- 2
Counter --- 1
Thread Thread-1 exiting.
Counter --- 5
Counter --- 4
Counter --- 3
Counter --- 2
Counter --- 1
Thread Thread-2 exiting.