JUC学习笔记——共享模型之管程

本文主要是介绍JUC学习笔记——共享模型之管程，对大家解决编程问题具有一定的参考价值，需要的程序猿们随着小编来一起学习吧！

实际代码体现

// 针对counter，我们一个线程++，一个线程--各运行5000次
static int counter = 0;
public static void main(String[] args) throws InterruptedException {
    Thread t1 = new Thread(() -> {
        for (int i = 0; i < 5000; i++) {
            counter++;
        }
    }, "t1");
    Thread t2 = new Thread(() -> {
        for (int i = 0; i < 5000; i++) {
            counter--;
        }
    }, "t2");
    t1.start();
    t2.start();
    t1.join();
    t2.join();
    log.debug("{}",counter);
}


// 但结果却不是0，经常为-5000~5000之间的数

我们可以从底层代码分析问题：

/*i++底层代码*/ 

getstatic i // 获取静态变量i的值
iconst_1 	// 准备常量1
iadd 		// 自增
putstatic i // 将修改后的值存入静态变量i
    
/*i--底层代码*/ 
    
getstatic i // 获取静态变量i的值
iconst_1 	// 准备常量1
isub 		// 自减
putstatic i // 将修改后的值存入静态变量i

我们会发现他们的底层代码并不是一步实现，而是多步操作一同实现

但是如果是多线程，就会因为上下文切换的缘由导致部分步骤出现交杂（我们给出正数示例）：

临界区和竞态条件

首先我们来简单介绍一下临界区：

• 一段代码块内如果存在对共享资源的多线程读写操作，称这段代码块为临界区
• 例如我们上述共享问题中的i就是共享资源，而对i操作的i++和i--操作都可以被称为临界区

针对临界区我们需要注意以下内容：

• 一个程序运行多个线程本身是没有问题的
• 多个线程读共享资源其实也没有问题
• 但是在多个线程对共享资源读写操作时发生指令交错，就会出现问题
• 多个线程在临界区内执行，由于代码的执行序列不同而导致结果无法预测，称之为发生了竞态条件

共享问题解决方案

这小节我们将会介绍共享问题解决方案

共享问题解决方案总述

• 阻塞式的解决方案：synchronized，Lock
• 非阻塞式的解决方案：原子变量

synchronized简述

• 俗称的【对象锁】，采用互斥的方式使目前至多只有一个线程能持有【对象锁】其它线程再想获取这个【对象锁】时就会阻塞住。
• 这样就能保证拥有锁的线程可以安全的执行临界区内的代码，不用担心线程上下文切换

我们先来介绍synchronized的语法：

// 线程1， 线程2 都使用同一对象作为锁，这样一个运行，另一个处于blocked阻塞
synchronized(对象) 
{
    临界区
}

我们再给出相关代码示例：

// 我们创建一个room对象来作为锁，注意处理共享问题的线程需要绑定同一个锁

static int counter = 0;
static final Object room = new Object();
public static void main(String[] args) throws InterruptedException {
    Thread t1 = new Thread(() -> {
        for (int i = 0; i < 5000; i++) {
            synchronized (room) {
                counter++;
            }
        }
    }, "t1");
    Thread t2 = new Thread(() -> {
        for (int i = 0; i < 5000; i++) {
            synchronized (room) {
                counter--;
            }
        }
    }, "t2");
    t1.start();
    t2.start();
    t1.join();
    t2.join();
    log.debug("{}",counter);
}

我们做简单解释：

• synchronized相当于一个方法用来设置一个房间
• room对象相当于一个锁，这个锁控制着房间，而房间中放着所有对应的synchronized里面的代码
• 多个线程谁先进入room就可以获得钥匙，然后如果想要进入这个房间操作，只有有钥匙的线程才可以
• 当该线程操作结束后，就会主动将钥匙让出来，其他线程就可以进行抢夺钥匙，哪个线程获得钥匙就可以继续操作
• 同时我们需要注意时间片结束并不意味着解开锁，就算轮到其他线程的时间片，他们也不能进入到房间里去执行他们的代码

标签：代码,线程,变量,lock,synchronized,钥匙,开锁 来源：

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