Java多線程訪問控制管理分析

摘 要：本文分析并描述了Java多線程訪問控制的基本方法和多線程同步訪問的控制方法，以及使用優(yōu)先級(jí)解決死鎖問題的方法，并且用簡(jiǎn)單語句作說明。

關(guān)鍵詞：Java；多線程；同步控制

中圖分類號(hào)：TP312

1 Java多線程的基本控制

在Java中，一個(gè)線程從創(chuàng)建到死亡稱為線程的一個(gè)生命周期，它的生命周期有多個(gè)不同狀態(tài)，一般為：Enabled、Running、Sleeping、Joining、Waiting、Locking。對(duì)于線程的這些狀態(tài)，Java在Thread類中定義了一些方法可以在程序中手動(dòng)控制。要結(jié)束一個(gè)線程的運(yùn)行，可以使用stop（）方法。但是stop（）方法并不是非常安全的，它會(huì)強(qiáng)制中止一個(gè)線程的運(yùn)行，但是會(huì)釋放這個(gè)線程鎖住的所有對(duì)象，這些對(duì)象被解鎖后就可能被其他的線程直接訪問，導(dǎo)致錯(cuò)誤的結(jié)果。因此，要中止一個(gè)線程，最好是設(shè)置一個(gè)標(biāo)志位，在run（）方法中根據(jù)這個(gè)標(biāo)記來判斷是否繼續(xù)保持狀態(tài)。要中止線程的時(shí)候，可以使用setRunFlag（）方法。

在暫停和恢復(fù)線程執(zhí)行時(shí)也會(huì)出現(xiàn)同樣的問題?？梢允褂肨hread類中supspend（）和resume（）方法來暫停和恢復(fù)，但不建議使用，它們?nèi)菀自斐删€程的死鎖。解決的方法也是使用一定的標(biāo)志變量。使用setsuspendFlag（true）可以暫停線程的執(zhí)行，暫停時(shí)間的指定是通過sleep（）方法來實(shí)現(xiàn)，暫停結(jié)束就回到等待隊(duì)列，不是恢復(fù)執(zhí)行狀態(tài)。所以sleep（）方法不能精確控制線程計(jì)劃工作的時(shí)間尺度。

下面用模擬一個(gè)龜兔接力跑的實(shí)例來演示Java多線程的sleep（）方法的控制。模擬的接力跑中有一只烏龜和一只兔子。當(dāng)兔子跑完400米將接力棒交給烏龜，烏龜跑完400米后結(jié)束。部分代碼如下：

2 Java多線程的同步控制

多線程程序中，多個(gè)線程可以共享相同資源，這可能導(dǎo)致沖突。Java使用同步機(jī)制來解決這個(gè)問題。這個(gè)同步機(jī)制使用synchronized關(guān)鍵字，它主要用于多線程共享數(shù)據(jù)的同步，使用加鎖的機(jī)制，控制變量或代碼塊在某個(gè)時(shí)間段只能被一個(gè)線程訪問。

Java中synchronized既可作為方法的修飾符，鎖住方法，也可在方法內(nèi)部鎖住部分語句。Synchronized方法和synchronized代碼塊在使用時(shí)是有區(qū)別的。將訪問共享數(shù)據(jù)的方法加上synchronized，例如把synchronized當(dāng)作方法修飾符：

Public synchronized void m1（）{……}

這就是同步方法。當(dāng)某個(gè)線程調(diào)用這個(gè)同步方法時(shí)，會(huì)開始執(zhí)行直到完畢為止，其它想要調(diào)用這個(gè)方法的線程會(huì)進(jìn)入阻塞狀態(tài)，一直到這個(gè)方法獲得釋放為止。使用synchronized來修飾一個(gè)比較大的方法時(shí)，也會(huì)鎖住其它一些不需要鎖住的數(shù)據(jù)，導(dǎo)致程序效率下降。Synchronized塊則是把方法內(nèi)的某段代碼使用synchronized來修飾，可以減少同步范圍。例如：Public void m1（）{ …… Synchronized（so）{ …… }}

使用synchronized修飾時(shí)，就代表著同步機(jī)制啟動(dòng)，某個(gè)時(shí)刻只能某個(gè)線程訪問數(shù)據(jù)和資源，阻止其它線程訪問，這種狀態(tài)即使出現(xiàn)阻塞和死鎖現(xiàn)象也不會(huì)解除。

3 Java多線程的死鎖問題

為了控制資源的訪問沖突，需要使用synchronized對(duì)訪問資源進(jìn)行加鎖，但加鎖會(huì)帶來一個(gè)潛在的危險(xiǎn)：死鎖。如果兩個(gè)或兩個(gè)以上的線程在等待兩個(gè)或兩個(gè)以上的鎖被釋放，但實(shí)際上這些鎖根本就不會(huì)被解鎖，那么這些線程就會(huì)進(jìn)入無限等待的狀態(tài)，稱之為死鎖。線程等待解鎖的這種狀態(tài)有時(shí)也被稱作堵塞。死鎖例子部分代碼如下：

4 Java多線程的優(yōu)先級(jí)

在多線程編程中要預(yù)防死鎖的發(fā)生，不然死鎖后會(huì)導(dǎo)致浪費(fèi)大量時(shí)間和資源。防止死鎖的方法很多，最重要的就是防止循環(huán)等待的發(fā)生?？梢允褂迷O(shè)置線程的優(yōu)先級(jí)來解決這一問題。同一時(shí)刻會(huì)有很多在排隊(duì)等待資源的線程，它們各自的重要性是不同的。可以賦予每個(gè)線程不同的優(yōu)先級(jí)，讓任務(wù)更急的線程獲得更高的優(yōu)先級(jí)，更快的進(jìn)入執(zhí)行狀態(tài)。

Java中提供了10個(gè)等級(jí)的線程優(yōu)先級(jí)，最低為1，最高為10，默認(rèn)優(yōu)先級(jí)為5。對(duì)于一個(gè)新創(chuàng)建的線程，如果沒有指定優(yōu)先級(jí)，它的優(yōu)先級(jí)將和它的父線程優(yōu)先級(jí)一致。使用setPriority（）方法可以為線程指定優(yōu)先級(jí)。

例如：int newPrio=Thread.currentThread（ ）.getPriority（ ）+1；

Thread.currentThread（ ）.setPriority（newPrio）；

5 結(jié)束語

Java多線程編程可以合理的調(diào)用多項(xiàng)任務(wù)，功能非常強(qiáng)大。但是多線程共享數(shù)據(jù)或資源時(shí)會(huì)導(dǎo)致執(zhí)行的錯(cuò)誤，因此多線程訪問控制管理機(jī)制在解決數(shù)據(jù)不一致性、資源沖突等問題時(shí)是非常有用的。高質(zhì)量的使用Java多線程訪問控制管理機(jī)制可以提高程序運(yùn)行效率，縮短任務(wù)執(zhí)行的時(shí)間。

參考文獻(xiàn)：

[1]明日科技.Java從入門到精通（3版）[M].北京：清華大學(xué)出版社，2013.

[2]路勇.Java多線程同步問題分析[J].軟件，2012（04）：31-33.

作者簡(jiǎn)介：梁德華（1977-），男，江西瑞昌人，華中科技大學(xué)軟件工程碩士，講師，研究方向：軟件工程、軟件技術(shù)教學(xué)。

作者單位：江西旅游商貿(mào)職業(yè)學(xué)院 藝術(shù)傳媒與計(jì)算機(jī)分院，南昌 330100