“ Java多线程编程的核心技术（第二版）” -1.2

定制线程类中的实例变量可以与其他线程共享或不共享. 这是在多个线程之间进行交互时的重要技术要点.

1. 不共享数据时

未共享数据的情况如图1-18所示.

图1-18未共享数据

让我们看一个不共享数据的示例.

创建一个用于实验的Java项目t3，MyThread.java类代码如下:

公共类MyThread扩展了线程{

private int count = 5;

public MyThread（String name）{

super（）;

this.setName（name）; //设置线程名称

}

@Override

public void run（）{

super.run（）;

同时（计数> 0）{

count-;

System.out.println（“您” + this.currentThread（）. getName（）

+“计算，计数=” +计数）；

}

}

}

Run.java的代码如下:

公共类运行{

public static void main（String [] args）{

MyThread a = new MyThread（“ A”）;

MyThread b = new MyThread（“ B”）;

MyThread c = new MyThread（“ C”）;

a.start（）;

b.start（）;

c.start（）;

}

}

程序运行的结果如图1-19所示.

从图1-19中可以看到，该程序总共创建了3个线程，每个线程都有自己的计数变量，并减少了自己的计数变量的值. 在这种情况下，变量不会共享. 此示例在任何情况下都不会有多个线程访问同一个实例变量.

如果要实现三个线程对一个count变量执行减法运算，应如何设计代码？

2. 数据共享情况

数据共享情况如图1-20所示.

对于共享数据，多个线程可以访问相同的变量. 例如，在实现投票功能的软件中，多个线程同时处理同一个人的投票.

让我们看一个共享数据的例子.

创建t4测试项目，MyThread.java类代码如下:

公共类MyThread扩展了线程{

private int count = 5;

@Override

public void run（）{

super.run（）;

count-;

//在此示例中，请勿使用while语句，否则将导致其他线程无法运行

//因为第一个线程执行while语句会将计数值减小为0

//减法总是由一个线程执行

System.out.println（“由“ + this.currentThread（）. getName（）+”计算，count =” + count）;

}

}

Run.java的代码如下:

公共类运行{

public static void main（String [] args）{

MyThread mythread = new MyThread（）;

Thread a = new Thread（mythread，“ A”）;

线程b =新线程（mythread，“ B”）;

Thread c = new Thread（mythread，“ C”）;

线程d =新线程（mythread，“ D”）;

线程e =新线程（mythread，“ E”）;

a.start（）;

b.start（）;

c.start（）;

d.start（）;

e.start（）;

}

}

程序运行的结果如图1-21所示.

从图1-21中可以看到，线程A和B输出的计数值均为3，表明A和B同时处理计数，从而产生了``非线程安全性''问题. 但是我们要获得输出的结果不会重复，应该依次减小.

发生非线程安全的情况是因为在某些JVM中，count--的操作需要分解为以下三个步骤（执行这三个步骤的过程将被其他线程中断）:

1）获取原始计数值.

2）计算count-1.

3）分配要计数的值.

在这三个步骤中，如果同时有多个线程正在访问，则很可能出现非线程安全问题. 获取重复值的步骤如图1-22所示.

A线程和B线程将计数减1以获得相同的4的过程如下.

1）以1为时间单位，A线程获得计数变量5的值.

2）B线程以2为时间单位获得计数变量5的值.

3）A线程以3为时间单位执行计数计算，并将计算出的值4存储在临时变量中.

4）B线程以4为时间单位执行计数计算，并将计算出的值4存储在临时变量中.

5）在时间单位5，A线程在临时变量中分配值4进行计数.

6）B线程以6为时间单位在临时变量中分配值4进行计数.

7）最终结果是A线程和B线程获得了相同的计算结果4，并且出现了非线程安全问题.

实际上，此示例是典型的销售场景. 五个销售人员，每个销售人员在售出产品后不能获得相同的剩余数量，必须在每个销售人员售出产品后才能获得，其余销售人员只有这样，您才能继续对新剩余项目减去1. 这时，您需要同步多个线程多线程技术问题解决，即使用顺序队列减去1并按如下所示更改代码:

公共类MyThread扩展了线程{

private int count = 5;

@Override

同步的public void run（）{

super.run（）;

count-;

System.out.println（“由“ + this.currentThread（）. getName（）+”计算，count =” + count）;

}

}

重新运行程序后，将不会显示相同的值，如图1-23所示.

通过在run（）方法之前添加synced关键字，可以在执行run（）方法时在队列中处理多个线程. 程调用run（）方法之前，首先确定run（）方法是否已锁定. 如果run（）方法被锁定，则意味着其他线程正在调用run（）方法，并且必须等待其他线程运行（）. 调用完成后，线程可以执行run（）方法，这也达到了将run（）方法排队的目的，从而按顺序将count变量减少1. 同步可以锁定任何对象和方法，被锁定的代码称为“互斥区域”或“关键区域”.

当线程想要以同步方法执行代码时，该线程将首先尝试申请锁定. 如果可以应用锁定，则线程将同步执行代码. 如果无法应用该锁，则该线程将继续尝试申请该锁多线程技术问题解决，直到被应用为止，并且多个线程将同时争用该锁.

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