Java线程同步锁解决共享数据安全问题

Java编程中我们在共享我们的数据的时候必须要考虑到安全的问题。Java线程同步锁就帮助我们解决了这个难缠的问题。下面我们就来学些有关着房门的问题,希望大家有所后收获。

我们可以在计算机上运行各种计算机软件程序。每一个运行的程序可能包括多个独立运行的线程(Thread)。线程(Thread)是一份独立运行的程序,有自己专用的运行栈。线程有可能和其他线程共享一些资源,比如,内存,文件,数据库等。

当多个Java线程同步锁同时读写同一份共享资源的时候,可能会引起冲突。这时候,我们需要引入线程“同步”机制,即各位线程之间要有个先来后到,不能一窝蜂挤上去抢作一团。

同步这个词是从英文synchronize(使同时发生)翻译过来的。我也不明白为什么要用这个很容易引起误解的词。既然大家都这么用,咱们也就只好这么将就。 Java线程同步锁的真实意思和字面意思恰好相反。线程同步的真实意思,其实是“排队”:几个线程之间要排队,一个一个对共享资源进行操作,而不是同时进行操作。

因此,关于线程同步,需要牢牢记住的第一点是:线程同步就是线程排队。同步就是排队。线程同步的目的就是避免线程“同步”执行。这可真是个无聊的绕口令。

关于线程同步,需要牢牢记住的第二点是 “共享”这两个字。只有共享资源的读写访问才需要同步。如果不是共享资源,那么就根本没有同步的必要。

关于线程同步,需要牢牢记住的第三点是,只有“变量”才需要同步访问。如果共享的资源是固定不变的,那么就相当于“常量”,线程同时读取常量也不需要同步。至少一个Java线程同步锁修改共享资源,这样的情况下,线程之间就需要同步。

关于线程同步,需要牢牢记住的第四点是:多个线程访问共享资源的代码有可能是同一份代码,也有可能是不同的代码;无论是否执行同一份代码,只要这些线程的代码访问同一份可变的共享资源,这些线程之间就需要同步。

为了加深理解,下面举几个例子。

有两个采购员,他们的工作内容是相同的,都是遵循如下的步骤:

(1)到市场上去,寻找并购买有潜力的样品。

(2)回到公司,写报告。

这两个人的工作内容虽然一样,他们都需要购买样品,他们可能买到同样种类的样品,但是他们绝对不会购买到同一件样品,他们之间没有任何共享资源。所以,他们可以各自进行自己的工作,互不干扰。

这两个采购员就相当于两个Java线程同步锁;两个采购员遵循相同的工作步骤,相当于这两个线程执行同一段代码。

下面给这两个采购员增加一个工作步骤。采购员需要根据公司的“布告栏”上面公布的信息,安排自己的工作计划。

这两个采购员有可能同时走到布告栏的前面,同时观看布告栏上的信息。这一点问题都没有。因为布告栏是只读的,这两个采购员谁都不会去修改布告栏上写的信息。

下面增加一个角色。一个办公室行政人员这个时候,也走到了布告栏前面,准备修改布告栏上的信息。

如果行政人员先到达布告栏,并且正在修改布告栏的内容。两个采购员这个时候,恰好也到了。这两个采购员就必须等待行政人员完成修改之后,才能观看修改后的信息。

如果行政人员到达的时候,两个采购员已经在观看布告栏了。那么行政人员需要等待两个采购员把当前信息记录下来之后,才能够写上新的信息。

上述这两种情况,行政人员和采购员对布告栏的访问就需要进行同步。因为其中一个线程(行政人员)修改了共享资源(布告栏)。而且我们可以看到,行政人员的工作流程和采购员的工作流程(执行代码)完全不同,但是由于他们访问了同一份可变共享资源(布告栏),所以他们之间需要同步。

Java线程同步锁

前面讲了为什么要Java线程同步锁同步,下面我们就来看如何才能线程同步。

线程同步的基本实现思路还是比较容易理解的。我们可以给共享资源加一把锁,这把锁只有一把钥匙。哪个线程获取了这把钥匙,才有权利访问该共享资源。

生活中,我们也可能会遇到这样的例子。一些超市的外面提供了一些自动储物箱。每个储物箱都有一把锁,一把钥匙。人们可以使用那些带有钥匙的储物箱,把东西放到储物箱里面,把储物箱锁上,然后把钥匙拿走。这样,该储物箱就被锁住了,其他人不能再访问这个储物箱。(当然,真实的储物箱钥匙是可以被人拿走复制的,所以不要把贵重物品放在超市的储物箱里面。于是很多超市都采用了电子密码锁。)

Java线程同步锁这个模型看起来很直观。但是,还有一个严峻的问题没有解决,这个同步锁应该加在哪里?

当然是加在共享资源上了。反应快的读者一定会抢先回答。
转自:http://www.cn-java.com/www1/?action-viewnews-itemid-76902

标签: Java安全, Java线程, Java数据共享, Java线程锁

添加新评论