線程同步及其實(shí)現(xiàn)

線程的同步是Java多線程編程的難點(diǎn)，往往開發(fā)者搞不清楚什么是競(jìng)爭(zhēng)資源、什么時(shí)候需要考慮同步，怎么同步等等問(wèn)題，當(dāng)然，這些問(wèn)題沒有很明確的答案，但有些原則問(wèn)題需要考慮，是否有競(jìng)爭(zhēng)資源被同時(shí)改動(dòng)的問(wèn)題?對(duì)于同步，在具體的Java代碼中需要完成以下兩個(gè)操作：把競(jìng)爭(zhēng)訪問(wèn)的資源標(biāo)識(shí)為private;同步哪些修改變量的代碼，使用synchronized關(guān)鍵字同步方法或代碼。當(dāng)然這不是唯一控制并發(fā)安全的途徑。synchronized關(guān)鍵字使用說(shuō)明synchronized只能標(biāo)記非抽象的方法，不能標(biāo)識(shí)成員變量。為了演示同步方法的使用，構(gòu)建了一個(gè)信用卡賬戶，起初信用額為100w，然后模擬透支、存款等多個(gè)操作。

顯然銀行賬戶User對(duì)象是個(gè)競(jìng)爭(zhēng)資源，而多個(gè)并發(fā)操作的是賬戶方法oper(int x)，當(dāng)然應(yīng)該在此方法上加上同步，并將賬戶的余額設(shè)為私有變量，禁止直接訪問(wèn)。工作原理線程是進(jìn)程中的實(shí)體，一個(gè)進(jìn)程可以擁有多個(gè)線程，一個(gè)線程必須有一個(gè)父進(jìn)程。線程不擁有系統(tǒng)資源，只有運(yùn)行必須的一些數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu);它與父進(jìn)程的其它線程共享該進(jìn)程所擁有的全部資源。線程可以創(chuàng)建和撤消線程，從而實(shí)現(xiàn)程序的并發(fā)執(zhí)行。

一般，線程具有就緒、阻塞和運(yùn)行三種基本狀態(tài)。在多中央處理器的系統(tǒng)里，不同線程可以同時(shí)在不同的中央處理器上運(yùn)行，甚至當(dāng)它們屬于同一個(gè)進(jìn)程時(shí)也是如此。大多數(shù)支持多處理器的操作系統(tǒng)都提供編程接口來(lái)讓進(jìn)程可以控制自己的線程與各處理器之間的關(guān)聯(lián)度(affinity)。有時(shí)候，線程也稱作輕量級(jí)進(jìn)程。就象進(jìn)程一樣，線程在程序中是獨(dú)立的、并發(fā)的執(zhí)行路徑，每個(gè)線程有它自己的堆棧、自己的程序計(jì)數(shù)器和自己的局部變量。但是，與分隔的進(jìn)程相比，進(jìn)程中的線程之間的隔離程度要小。它們共享內(nèi)存、文件句柄和其它每個(gè)進(jìn)程應(yīng)有的狀態(tài)。進(jìn)程可以支持多個(gè)線程，它們看似同時(shí)執(zhí)行，但互相之間并不同步。一個(gè)進(jìn)程中的多個(gè)線程共享相同的內(nèi)存地址空間，這就意味著它們可以訪問(wèn)相同的變量和對(duì)象，而且它們從同一堆中分配對(duì)象。

盡管這讓線程之間共享信息變得更容易，但您必須小心，確保它們不會(huì)妨礙同一進(jìn)程里的其它線程。Java 線程工具和 API看似簡(jiǎn)單。但是，編寫有效使用線程的復(fù)雜程序并不十分容易。因?yàn)橛卸鄠€(gè)線程共存在相同的內(nèi)存空間中并共享相同的變量，所以您必須小心，確保您的線程不會(huì)互相干擾。線程屬性為了正確有效地使用線程，必須理解線程的各個(gè)方面并了解Java 實(shí)時(shí)系統(tǒng)。必須知道如何提供線程體、線程的生命周期、實(shí)時(shí)系統(tǒng)如 何調(diào)度線程、線程組、什么是幽靈線程(Demo nThread)。線程體所有的操作都發(fā)生在線程體中，在Java中線程體是從Thread類繼承的run()方法，或?qū)崿F(xiàn)Runnable接口的類中的run()方法。當(dāng)線程產(chǎn)生并初始化后，實(shí)時(shí)系統(tǒng)調(diào)用它的run()方法。run()方法內(nèi)的代碼實(shí)現(xiàn)所產(chǎn)生線程的行為，它是線程的主要部分。

雖然我們說(shuō)線程是并發(fā)運(yùn)行的。然而事實(shí)常常并非如此。正如前面談到的，當(dāng)系統(tǒng)中只有一個(gè)CPU時(shí)，以某種順序在單CPU情況下執(zhí)行多線程被稱為調(diào)度(scheduling)。Java采用的是一種簡(jiǎn)單、固定的調(diào)度法，即固定優(yōu)先級(jí)調(diào)度。這種算法是根據(jù)處于可運(yùn)行態(tài)線程的相對(duì)優(yōu)先級(jí)來(lái)實(shí)行調(diào)度。當(dāng)線程產(chǎn)生時(shí)，它繼承原線程的優(yōu)先級(jí)。在需要時(shí)可對(duì)優(yōu)先級(jí)進(jìn)行修改。在任何時(shí)刻，如果有多條線程等待運(yùn)行，系統(tǒng)選擇優(yōu)先級(jí)最高的可運(yùn)行線程運(yùn)行。只有當(dāng)它停止、自動(dòng)放棄、或由于某種原因成為非運(yùn)行態(tài)低優(yōu)先級(jí)的線程才能運(yùn)行。如果兩個(gè)線程具有相同的優(yōu)先級(jí)，它們將被交替地運(yùn)行?！ava實(shí)時(shí)系統(tǒng)的線程調(diào)度算法還是強(qiáng)制性的，在任何時(shí)刻，如果一個(gè)比其他線程優(yōu)先級(jí)都高的線程的狀態(tài)變?yōu)榭蛇\(yùn)行態(tài)，實(shí)時(shí)系統(tǒng)將選擇該線程來(lái)運(yùn)行。一個(gè)應(yīng)用程序可以通過(guò)使用線程中的方法setPriority(int)，來(lái)設(shè)置線程的優(yōu)先級(jí)大小。