释放锁的时机对多线程执行顺序的影响

2023-09-26 16:06:08

Java并发编程概述

Java并发编程是通过多个线程同时执行任务来实现程序并行处理的一种编程技术。并发编程可以提高程序的执行效率，尤其是对于那些计算密集型或I/O密集型任务。在Java中，我们可以通过两种方式创建线程：一是继承Thread类，二是实现Runnable接口。

Thread类和Object类中的重要方法

Java中提供了丰富的线程类和Object类方法来支持并发编程。这些方法包括：

start()：启动线程。
run()：线程执行体。
join()：等待线程结束。
sleep()：使线程休眠指定时间。
wait()：使线程等待被唤醒。
notify()：唤醒等待的线程。
notifyAll()：唤醒所有等待的线程。

释放锁的时机对多线程执行顺序的影响

在Java中，每个对象都关联着一个锁（monitor），当一个线程访问对象时，必须先获得该对象的锁，才能对该对象进行操作。当线程释放锁时，其他线程就可以获得该对象的锁，从而继续对该对象进行操作。

释放锁的时机对多线程执行顺序有很大的影响。如果一个线程在完成对对象的访问之前释放锁，那么其他线程就可以立即获得该对象的锁，从而继续对该对象进行操作。这可能会导致数据不一致或其他问题。因此，一般情况下，线程应该在完成对对象的访问之后再释放锁。

示例代码

以下代码示例演示了释放锁的时机对多线程执行顺序的影响：

class Resource {
    private boolean flag = false;

    public synchronized void method1() {
        while (!flag) {
            try {
                wait();
            } catch (InterruptedException e) {
                e.printStackTrace();
            }
        }
        System.out.println("Thread 1 executed method1.");
    }

    public synchronized void method2() {
        flag = true;
        notify();
        System.out.println("Thread 2 executed method2.");
    }
}

public class Main {
    public static void main(String[] args) {
        Resource resource = new Resource();

        Thread thread1 = new Thread(() -> {
            resource.method1();
        });

        Thread thread2 = new Thread(() -> {
            resource.method2();
        });

        thread1.start();
        thread2.start();
    }
}

在这个示例中，Resource类有两个方法：method1()和method2()。method1()方法使用wait()方法等待flag变量变为true，然后打印"Thread 1 executed method1."。method2()方法将flag变量变为true，然后调用notify()方法唤醒等待的线程，并打印"Thread 2 executed method2."。

当运行这个程序时，thread1会先执行method1()方法，并进入等待状态。thread2会执行method2()方法，将flag变量变为true，并唤醒thread1。thread1会继续执行method1()方法，并打印"Thread 1 executed method1."。thread2会继续执行method2()方法，并打印"Thread 2 executed method2."。

在这个示例中，thread1在完成对Resource对象的访问之前释放锁（即调用wait()方法），导致thread2可以立即获得Resource对象的锁，从而继续对Resource对象进行操作。这可能会导致数据不一致或其他问题。

为了避免这种情况，我们应该在完成对对象的访问之后再释放锁（即调用wait()方法）。以下代码示例演示了如何正确释放锁：

class Resource {
    private boolean flag = false;

    public synchronized void method1() {
        while (!flag) {
            try {
                wait();
            } catch (InterruptedException e) {
                e.printStackTrace();
            }
        }
        flag = false;
        System.out.println("Thread 1 executed method1.");
    }

    public synchronized void method2() {
        flag = true;
        notify();
        System.out.println("Thread 2 executed method2.");
    }
}

public class Main {
    public static void main(String[] args) {
        Resource resource = new Resource();

        Thread thread1 = new Thread(() -> {
            resource.method1();
        });

        Thread thread2 = new Thread(() -> {
            resource.method2();
        });

        thread1.start();
        thread2.start();
    }
}