Java线程的同步与死锁
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java多线程程序设计实验总结一、实验目的本次实验旨在通过编写Java多线程程序,掌握多线程编程的基本概念和技能,理解多线程程序的运行原理,提高对Java语言的熟练度。
二、实验内容本次实验分为三个部分:创建线程、线程同步和死锁。
2.1 创建线程创建线程有两种方式:继承Thread类和实现Runnable接口。
继承Thread类需要重写run方法,在run方法中编写线程执行的代码;实现Runnable接口需要实现run方法,并将其作为参数传入Thread类的构造函数中。
在创建多个线程时,可以使用同一个Runnable对象或者不同的Runnable对象。
2.2 线程同步当多个线程同时访问共享资源时,可能会出现数据不一致等问题。
为了避免这种情况,需要使用同步机制来保证各个线程之间的协调运行。
常见的同步机制包括synchronized关键字和Lock接口。
synchronized关键字可以用来修饰方法或代码块,在执行该方法或代码块时,其他所有试图访问该方法或代码块的线程都必须等待当前执行完成后才能继续执行。
Lock接口提供了更加灵活和高级的锁机制,可以支持更多种类型的锁,如读写锁、可重入锁等。
2.3 死锁死锁是指两个或多个线程在互相等待对方释放资源的情况下,都无法继续执行的现象。
死锁的发生通常由于程序设计不当或者资源分配不合理所导致。
为避免死锁的发生,可以采取以下措施:避免嵌套锁、按照固定顺序获取锁、避免长时间占用资源等。
三、实验过程本次实验我编写了多个Java多线程程序,包括创建线程、线程同步和死锁。
其中,创建线程部分我使用了继承Thread类和实现Runnable 接口两种方式来创建线程,并测试了多个线程之间的并行执行情况;在线程同步部分,我使用synchronized关键字和Lock接口来保证共享资源的访问安全,并测试了多个线程同时访问共享资源时是否会出现数据不一致等问题;在死锁部分,我编写了一个简单的死锁程序,并通过调整程序代码来避免死锁的发生。
高德java面试题在这篇文章中,我们将介绍高德Java面试题,讨论一些常见的问题和解决方案。
这些问题将涵盖Java编程语言的各个方面,包括基础语法、面向对象编程、集合框架、多线程等。
希望通过这篇文章,能帮助您更好地准备高德Java面试。
1. Java基础问题在Java基础问题部分,我们将针对Java的基本概念和语法进行提问。
以下是一些常见的问题:1.1 Java中的八种基本数据类型是什么?Java的八种基本数据类型包括boolean、byte、short、int、long、float、double和char。
1.2 什么是自动装箱和拆箱?自动装箱是指将基本数据类型自动转换为对应的封装类,而拆箱则是将封装类转换为基本数据类型。
这一特性方便了基本数据类型与封装类之间的转换。
1.3 final关键字的作用是什么?final关键字可用于修饰类、方法和变量。
修饰类时表示该类不可被继承,修饰方法时表示该方法不可被重写,修饰变量时表示该变量是常量,不可被修改。
2. 面向对象编程问题面向对象编程是Java的核心特性之一,下面是一些与面向对象编程相关的问题:2.1 什么是继承、封装和多态?继承是指子类继承父类的特性和方法。
封装是指隐藏对象的内部数据和实现细节,通过提供公共接口使对象与外界交互。
多态是指同一个方法在不同对象上可能具有不同的行为。
2.2 抽象类和接口的区别是什么?抽象类是一种不能被实例化的类,它通常用作其他类的父类。
接口是一种只包含抽象方法和常量定义的类,它用于实现多重继承。
2.3 什么是重写和重载?重写是指子类定义一个与父类中相同的方法,并且具有相同的方法名、参数列表和返回类型。
重载是指在同一个类中定义多个具有相同方法名但参数列表不同的方法。
3. 集合框架问题Java集合框架提供了一组效率高、使用方便的数据结构,以下是与集合框架相关的问题:3.1 ArrayList和LinkedList有什么区别?ArrayList是基于数组实现的动态数组,具有随机访问元素的能力,而LinkedList是基于链表实现的双向链表,具有高效地插入和删除元素的特性。
使用Java编写线程安全的代码的准则Java语言提供了多种机制来实现线程安全的代码。
下面是一些编写线程安全代码的准则:1.使用不可变对象:不可变对象是指一旦创建就不能修改其状态的对象。
由于不可变对象是无法修改的,所以它们可以在多个线程之间共享而不需要进行额外的同步操作。
因此,使用不可变对象来编写线程安全的代码是一个很好的选择。
2.同步访问共享资源:如果有多个线程需要访问共享的可变资源,必须使用同步机制来保证同时只有一个线程访问该资源。
Java提供了synchronized关键字和锁机制来实现同步访问。
a.使用synchronized关键字:可以使用synchronized关键字来修饰方法或代码块,从而保证同一时间只有一个线程能够执行被修饰的方法或代码块。
b.使用锁机制:Java提供了内置的锁机制,可以使用synchronized关键字或ReentrantLock类来创建锁对象,并使用lock()和unlock()方法来加锁和释放锁。
3.使用volatile关键字保证可见性:如果一个变量被多个线程访问并且其中至少有一个线程修改了它的值,那么必须使用volatile关键字来确保所有线程都能看到最新的值。
使用volatile关键字修饰的变量将会在每次访问时从主内存中读取其最新的值。
4.避免共享数据的修改:尽量避免多个线程修改同一个共享的可变数据,因为同时对同一数据进行修改可能导致不一致或者竞态条件。
如果需要对共享数据进行修改,应该将其封装在一个对象中,并使用锁机制来确保同一时间只有一个线程修改该数据。
5.使用ThreadLocal类:ThreadLocal类可以用来创建线程本地变量,每个线程都会有自己的变量副本,从而避免了线程之间的竞争和同步。
ThreadLocal类在为每个线程创建独立的变量副本时使用了Map结构,每个线程都有自己的Map实例。
6.使用并发集合类:Java提供了许多线程安全的并发集合类(如ConcurrentHashMap、ConcurrentLinkedQueue),可以用来替代传统的非线程安全的集合类。
java 同步面试题Java同步面试题同步是多线程编程中经常涉及的重要概念之一。
当多个线程同时访问共享资源时,可能会导致数据不一致的问题。
为了避免这种情况的发生,我们可以利用Java中提供的同步机制来实现线程间的协调和数据的一致性。
在本文中,将介绍一些与Java同步相关的面试题以及它们的解答。
1. 什么是线程安全?线程安全是指多个线程并发访问共享资源时,不会发生不正确的结果。
线程安全的代码可以在多线程环境中正确地工作,不会出现数据异常或不一致的问题。
2. Java中如何实现线程的同步?Java中实现线程同步的方式有以下几种:- 使用synchronized关键字:通过在方法或代码块前添加synchronized关键字,可以确保同一时间只有一个线程执行该方法或代码块,从而保证数据的一致性。
- 使用ReentrantLock类:该类提供了与synchronized关键字类似的功能,但更加灵活,可以实现更复杂的同步逻辑。
- 使用volatile关键字:volatile关键字用于修饰共享变量,可以确保变量的可见性,但不能保证原子性。
3. synchronized关键字和ReentrantLock类有什么区别?synchronized关键字是Java语言内置的同步机制,使用简单,但功能相对较弱。
它只能实现基本的同步功能,无法实现一些高级的同步需求。
而ReentrantLock类则是Java.util.concurrent包中提供的一种可重入锁实现,功能更为强大,可以实现更灵活的同步控制。
与synchronized关键字相比,ReentrantLock类提供了一些额外的功能,例如允许分离读和写,支持多个读者和写者并发访问等。
此外,ReentrantLock类还提供了更细粒度的锁控制,可以通过tryLock()方法尝试非阻塞地获取锁,并可以配合Condition对象实现等待和唤醒机制。
4. 什么是死锁?如何避免死锁?死锁是指两个或多个线程互相持有对方所需的资源,导致所有线程都处于等待状态,无法继续执行的情况。
java 同步锁方法Java中的同步锁方法是实现多线程同步的一种机制,它可以确保在同一时间只有一个线程访问共享资源,避免了多线程并发访问带来的数据不一致性和线程安全性问题。
在Java中,同步锁方法主要有synchronized关键字和Lock接口实现。
一、synchronized关键字synchronized关键字是Java中最常用的同步锁方法,它可以用来修饰方法和代码块。
当一个线程访问synchronized修饰的方法或代码块时,其他线程必须等待,直到当前线程释放锁才能继续执行。
1. 同步方法在Java中,使用synchronized修饰方法可以实现同步锁:```public synchronized void method(){// 需要同步的代码}```当一个线程访问该方法时,其他线程必须等待,直到当前线程执行完毕才能继续执行。
2. 同步代码块除了同步方法外,我们还可以使用synchronized修饰代码块来实现同步锁:```public void method(){synchronized(this){// 需要同步的代码}}```在这种情况下,只有当线程获取到this对象的锁时,才能执行同步代码块中的内容。
其他线程必须等待当前线程释放锁才能继续执行。
二、Lock接口除了synchronized关键字外,Java还提供了Lock接口来实现同步锁。
相比于synchronized关键字,Lock接口提供了更多的灵活性和可扩展性。
1. ReentrantLock类ReentrantLock是Lock接口的一个实现类,它提供了与synchronized关键字类似的功能,但更加灵活。
我们可以使用ReentrantLock类来实现同步锁:```Lock lock = new ReentrantLock();public void method(){lock.lock();try{// 需要同步的代码}finally{lock.unlock();}}```在这种情况下,当一个线程获取到锁后,其他线程必须等待,直到当前线程释放锁才能继续执行。
Java 死锁的解决方法及示例本文介绍了 Java 死锁的原因及几种常用的解决方法,并通过示例代码进行了说明。
Java 死锁的解决方法及示例死锁是指两个或多个进程(线程)因竞争资源而陷入的无法进行的状态。
在 Java 编程中,死锁通常是由于多个线程以不同的顺序请求共享资源所导致的。
为了解决死锁问题,Java 提供了多种方法,下面我们来一一介绍。
一、死锁的原因在 Java 中,死锁产生的主要原因是多个线程以不同的顺序请求共享资源。
例如,当线程 A 持有资源 1 并请求资源 2 时,线程 B 持有资源 2 并请求资源 1,此时两者都会等待对方释放资源,从而导致死锁。
二、解决死锁的方法1. 互斥锁互斥锁是 Java 中最基本的死锁解决方法。
通过给共享资源加锁,确保同一时刻只有一个线程可以访问资源。
当一个线程获取了锁后,其他线程只能在锁释放后才能访问资源。
这种方法可以有效避免死锁的发生。
2. 显式锁显式锁是 Java 中使用的一种锁,它比互斥锁更为灵活。
显式锁可以通过 try-finally 语句来确保锁的正确释放。
在 try-finally 语句块中,可以对共享资源进行操作,当操作完成时,无论是正常结束还是异常结束,都会自动释放锁。
这样可以避免因忘记释放锁而导致的死锁问题。
3. 信号量信号量是 Java 中用于处理多线程同步问题的一种机制。
通过设置一个计数器,表示某个共享资源的可用数量。
当一个线程获取到信号量时,计数器减 1;当线程释放信号量时,计数器加 1。
如果计数器为 0,则表示没有可用资源,线程需要等待其他线程释放资源。
这种方法可以有效避免死锁的发生。
4. 条件变量条件变量是 Java 中用于处理多线程同步问题的另一种机制。
通过设置一个布尔值,表示某个条件是否满足。
当一个线程判断条件不满足时,会释放所持有的资源并阻塞等待;当条件满足时,该线程会被唤醒并继续执行。
这种方法可以有效避免死锁的发生。
三、示例代码下面通过一个示例代码来说明 Java 死锁的解决方法。
sychornized原理synchronized是Java中最基本的线程同步机制之一,它的主要作用是保证多个线程访问共享资源的互斥性和可见性。
在并发编程中,多个线程同时访问共享资源可能会导致数据的不一致或错误的结果,synchronized就是为了解决这个问题而提供的一种解决方案。
一、synchronized的基本原理1. 同步锁synchronized使用一个锁(也称为监视器)来保护共享资源,每个Java对象都可以用作一个同步锁。
在Java中,每个对象都有一个与之关联的监视器锁(Monitor Lock),当且仅当线程获得了这个锁时,才能进入synchronized块,其他线程必须等待锁的释放。
只有一个线程能够同时持有一个对象的锁。
2. 互斥性synchronized保证了并发执行的线程互斥访问同步代码块,即同一时间只有一个线程可以执行同步代码块中的代码。
当一个线程获得了对象的锁后,其他线程必须等待锁的释放才能进入同步代码块进行访问。
3. 可见性synchronized不仅保证了同时只有一个线程访问同步代码块,还保证了共享资源的可见性,即一个线程修改了共享资源的值,其他线程能够立即看到修改后的值。
二、synchronized的使用1. synchronized关键字用法synchronized关键字可以用于方法、代码块(通过锁对象)和静态方法:- synchronized方法:加在方法的修饰符后面,表示对整个方法进行加锁。
- synchronized代码块:使用synchronized关键字加上一个对象或类作为锁,只有当获得锁后才能进入代码块。
- synchronized静态方法:对于静态方法,synchronized关键字使用的是类锁。
2. 重入性synchronized是可重入的,也就是说线程在持有一个锁的情况下,可以再次获得同一个锁。
这种机制可以避免死锁的发生。
3. 线程释放锁的情况- synchronized方法执行完毕时,会释放锁。
java 解决死锁的方法以Java 解决死锁的方法死锁是多线程编程中常见的问题之一,它会导致程序无法继续执行,造成资源的浪费和系统的崩溃。
为了解决这个问题,我们可以使用一些方法来预防和处理死锁情况。
一、避免死锁的发生1. 破坏互斥条件:互斥条件是指资源只能被一个线程占用。
我们可以通过改进算法或者数据结构,减少对共享资源的竞争,从而避免死锁的发生。
2. 破坏占有和等待条件:占有和等待条件是指线程在等待其他线程释放资源的同时,自己占有的资源不释放。
为了避免死锁,我们可以要求线程在申请资源时一次性申请所有需要的资源,而不是逐个申请。
3. 破坏不可抢占条件:不可抢占条件是指线程在持有资源的情况下,其他线程无法抢占它的资源。
为了避免死锁,我们可以在必要的时候剥夺线程持有的资源,以满足其他线程的需求。
4. 破坏循环等待条件:循环等待条件是指多个线程形成一个循环等待资源的关系。
为了避免死锁,我们可以按照一定的顺序申请资源,使得线程之间不会形成循环等待的情况。
二、检测和解决死锁1. 使用jstack工具检测死锁:jstack是Java提供的一种线程堆栈跟踪工具,可以用来检测死锁。
通过查看线程堆栈信息,我们可以判断是否存在死锁的情况。
2. 使用synchronized的wait()和notify()方法解决死锁:在Java 中,我们可以使用synchronized关键字来实现线程的同步。
当线程需要等待某个条件时,可以调用wait()方法进入等待状态;当条件满足时,可以调用notify()方法唤醒等待的线程。
通过合理使用wait()和notify()方法,可以避免死锁的发生。
3. 使用Lock接口和Condition接口解决死锁:Java提供了Lock 接口和Condition接口,可以更灵活地控制线程的同步。
通过使用Lock接口和Condition接口,我们可以实现更精确的线程等待和唤醒,从而避免死锁的发生。
4. 使用线程池解决死锁:线程池是一种常用的线程管理机制,可以有效地控制线程的数量和复用。
关于线程同步(7种方式)为何要使用同步?java允许多线程并发控制,当多个线程同时操作一个可共享的资源变量时(如数据的增删改查),将会导致数据不准确,相互之间产生冲突,因此加入同步锁以避免在该线程没有完成操作之前,被其他线程的调用,从而保证了该变量的唯一性和准确性。
1.同步方法即有synchronized关键字修饰的方法。
由于java的每个对象都有一个内置锁,当用此关键字修饰方法时,内置锁会保护整个方法。
在调用该方法前,需要获得内置锁,否则就处于阻塞状态。
代码如:public synchronized void save(){}注: synchronized关键字也可以修饰静态方法,此时如果调用该静态方法,将会锁住整个类2.同步代码块即有synchronized关键字修饰的语句块。
被该关键字修饰的语句块会自动被加上内置锁,从而实现同步代码如:synchronized(object){}注:同步是一种高开销的操作,因此应该尽量减少同步的内容。
通常没有必要同步整个方法,使用synchronized代码块同步关键代码即可。
代码实例:package com.xhj.thread;/*** 线程同步的运用** @author XIEHEJUN**/public class SynchronizedThread {class Bank {private int account = 100;public int getAccount() {return account;}/*** 用同步方法实现** @param money*/public synchronized void save(int money) { account += money;}/*** 用同步代码块实现** @param money*/public void save1(int money) {synchronized (this) {account += money;}}}class NewThread implements Runnable { private Bank bank;public NewThread(Bank bank) {this.bank = bank;}@Overridepublic void run() {for (int i = 0; i < 10; i++) {// bank.save1(10);bank.save(10);System.out.println(i + "账户余额为:" + bank.getAccount()); }}}/*** 建立线程,调用内部类*/public void useThread() {Bank bank = new Bank();NewThread new_thread = new NewThread(bank);System.out.println("线程1");Thread thread1 = new Thread(new_thread);thread1.start();System.out.println("线程2");Thread thread2 = new Thread(new_thread);thread2.start();}public static void main(String[] args) {SynchronizedThread st = new SynchronizedThread();eThread();}}3.使用特殊域变量(volatile)实现线程同步a.volatile关键字为域变量的访问提供了一种免锁机制,b.使用volatile修饰域相当于告诉虚拟机该域可能会被其他线程更新,c.因此每次使用该域就要重新计算,而不是使用寄存器中的值d.volatile不会提供任何原子操作,它也不能用来修饰final类型的变量例如:在上面的例子当中,只需在account前面加上volatile修饰,即可实现线程同步。