线程同步的几种方法的总结

Question

如题所述

Answer 1

线程同步的方式包括：互斥锁、读写锁、条件变量、信号量和令牌。互斥锁和读写锁：提供对临界资源的保护，当多线程试图访问临界资源时，都必须通过获取锁的方式来访问临界资源。（临界资源：是被多线程共享的资源）当读写线程获取锁的频率差别不大时，一般采用互斥锁，如果读线程访问临界资源的频率大于写线程，这个时候采用读写锁较为合适，读写锁允许多个读线程同时访问临界资源，读写线程必须互斥访问临界资源。读写锁的实现采用了互斥锁，所以在读写次数差不多的情况下采用读写锁性能没有直接采用互斥锁来的高。条件变量：提供线程之间的一种通知机制，当某一条件满足时，线程A可以通知阻塞在条件变量上的线程B，B所期望的条件已经满足，可以解除在条件变量上的阻塞操作，继续做其他事情。信号量：提供对临界资源的安全分配。如果存在多份临界资源，在多个线程争抢临界资源的情况下，向线程提供安全分配临界资源的方法。如果临界资源的数量为1，将退化为锁。令牌：一种高级的线程同步的方法。它既提供锁的安全访问临界资源的功能，又利用了条件变量使得线程争夺临界资源时是有序的。下面提供Token在ACE中的一种实现方法。可以从下面的类图，可以看到ACE是如何设计Token的。 ACE_Token：这个类是Token类，提供了获取和释放Token的方法。对于Token的获取策略，ACE提供两种实现：FIFO和LIFO。Token中对应着两个队列，一个是获取Token是为了写的队列，另外一个是获取Token是为了读的队列。ACE_Token_Queue：队列是一个链表，该类提供对链表的管理操作。ACE_Token_Entry：是队列中存放的元素，提供了对条件变量的封装，一个元素代表一个线程试图获取Token。如果Token已经被获取，线程需要阻塞在自己的Token上（队列Entry中的条件变量上）。等待Token持有者释放该Token，并通知阻塞的线程。 下面对ACE_Token中的组要方法提供分析。 获取判断是否有线程已经持有互斥锁了，如果没人持有，表示临界资源是可用的，那么可以立即返回成功。检查是不是线程尝试递归获取互斥锁。因为Token支持这种情况，所以也可立即返回成功。同时将nesting计数器自增。创建一个Token Entry，并将其排入队列。调用用户自定义的Hook方法，在线程进行sleep之前，用户可以调用自定义的Hook方法。线程睡眠，如果线程唤醒后，发现当前线程不是Token的拥有者将继续睡眠。线程被唤醒后，将Token entry从队列中删除。释放如果发现嵌套层数大于0，需要将嵌套层数的计数器减一，然后让该线程继续持有Token。否则，该线程负责从队列中按照一定的策略，取出Token entry，并通过该Entry通知阻塞在Entry上的线程，资源被释放，你可以使用资源了。

Answer 2

线程同步的方式包括：互斥锁、读写锁、条件变量、信号量和令牌。

以Java语言为例：
用synchronized关键字修饰同步方法。
同步有几种实现方法分别是synchronized,wait与notify
wait():使一个线程处于等待状态，并且释放所持有的对象的lock。
sleep():使一个正在运行的线程处于睡眠状态，是一个静态方法，调用此方法要捕捉InterruptedException异常。
notify():唤醒一个处于等待状态的线程，注意的是在调用此方法的时候，并不能确切的唤醒某一个等待状态的线程，而是由JVM确定唤醒哪个线程，而且不是按优先级。
Allnotity():唤醒所有处入等待状态的线程，注意并不是给所有唤醒线程一个对象的锁，而是让它们竞争。
同步是多线程中的重要概念。同步的使用可以保证在多线程运行的环境中，程序不会产生设计之外的错误结果。同步的实现方式有两种，同步方法和同步块，这两种方式都要用到synchronized关键字。
给一个方法增加synchronized修饰符之后就可以使它成为同步方法，这个方法可以是静态方法和非静态方法，但是不能是抽象类的抽象方法，也不能是接口中的接口方法。下面代码是一个同步方法的示例：
public synchronized void aMethod() {
// do something
}
public static synchronized void anotherMethod() {
// do something
}

线程在执行同步方法时是具有排它性的。当任意一个线程进入到一个对象的任意一个同步方法时，这个对象的所有同步方法都被锁定了，在此期间，其他任何线程都不能访问这个对象的任意一个同步方法，直到这个线程执行完它所调用的同步方法并从中退出，从而导致它释放了该对象的同步锁之后。在一个对象被某个线程锁定之后，其他线程是可以访问这个对象的所有非同步方法的。
同步块是通过锁定一个指定的对象，来对同步块中包含的代码进行同步；而同步方法是对这个方法块里的代码进行同步，而这种情况下锁定的对象就是同步方法所属的主体对象自身。如果这个方法是静态同步方法呢？那么线程锁定的就不是这个类的对象了，也不是这个类自身，而是这个类对应的java.lang.Class类型的对象。同步方法和同步块之间的相互制约只限于同一个对象之间，所以静态同步方法只受它所属类的其它静态同步方法的制约，而跟这个类的实例（对象）没有关系。