并发技术08】多个线程间共享数据

网友投稿 548 2022-05-29

我们先看一个多线程间共享数据的问题:

设计四个线程,其中两个线程每次对 data 增加 1,另外两个线程每次对 data 减少 1。

从问题来看,很明显涉及到了线程间通数据的共享,四个线程共享一个 data,共同操作一个 data。我们先把上面这个问题放在一边,慢慢分析多个线程之间共享数据的一些情况,从最简单开始,分类分析完了后,到时候也好解决上面这个问题了。

【并发技术08】多个线程间共享数据

1. 每个线程执行的任务相同

这是最简单的一种情况,比如卖票,几个线程共同操作记录票数的那个变量,任务都是使它减一。针对这种情况,我们只需要写一个类实现 Runnable 接口即可,在 run() 方法中对这个票进行减一,然后将这个 Runnalbe 扔给多个线程去执行,自然它们就操作同一个 data 了。看一下代码:

public class MultiThreadShareData {    public static void main(String[] args) {                ShareData task = new ShareData(); //一个类实现了Runnable接口                for(int i = 0; i < 4; i ++) {   //四个线程来卖票                   new Thread(task).start();        }    }}class ShareData implements Runnable {    private int data = 100;    @Override    public void run() { //卖票,每次一个线程进来,先判断票数是否大于0//        while(data > 0) {            synchronized(this) {                if(data > 0) {                    System.out.println(Thread.currentThread().getName() + ": " + data);                    data--;                }            }//        }    }}

这很好理解,也很容易实现,四个线程卖了 4 张票。运行结果为:

Thread-0: 100

Thread-3: 99

Thread-2: 98

Thread-1: 97

2. 每个线程执行不同的任务

就如上面那个题目所描述的,两个线程执行 data 增,两个线程执行 data 减。针对这种情况,我们要实现两个 Runnable 了,因为很明显有两个不同的任务了,一个任务执行 data 增,另一个任务执行 data 减。为了便于维护,可以将两个任务方法放到一个类中,然后将 data 也放在这个类中,然后传到不同的 Runnable 中,即可完成数据的共享。如下:

public class MultiThreadShareData {    public static void main(String[] args) {                ShareData task = new ShareData(); //公共数据和任务放在task中        for(int i = 0; i < 2; i ++) { //开启两个线程增加data                        new Thread(new Runnable() {                             @Override                public void run() {                    task.increment();                }            }).start();        }        for(int i = 0; i < 2; i ++) { //开启两个线程减少data                        new Thread(new Runnable() {                             @Override                public void run() {                    task.decrement();                }            }).start();        }               }}    class ShareData /*implements Runnable*/ {    private int data = 0;    public synchronized void increment() { //增加data        System.out.println(Thread.currentThread().getName() + ": before : " + data);        data++;        System.out.println(Thread.currentThread().getName() + ": after : " + data);    }    public synchronized void decrement() { //减少data        System.out.println(Thread.currentThread().getName() + ": before : " + data);        data--;        System.out.println(Thread.currentThread().getName() + ": after : " + data);    }}

我们看一下打印结果:

Thread-0: before : 0

Thread-0: after : 1

Thread-1: before : 1

Thread-1: after : 2

Thread-2: before : 2

Thread-2: after : 1

Thread-3: before : 1

Thread-3: after : 0

这样写的好处是两个任务方法可以直接在方法名上进行同步操作,这种模式的好处在前面的博文中已经有说过了,封装的好。

最后总结一下,多个线程之间共享数据主要关注两点就行:一是什么任务?几个任务?二是几个线程?记住 一点:几个任务和几个线程是没有关系的!100 个线程可以执行一个任务,也可以执行 2 个任务,3 个任务……

如果只有一个任务,那说明多个线程执行一个任务,我们只要实现一个 Runnable 接口,把公共 data 放进 Runnable,把任务放进去 run() 中即可(任务注意要同步),然后开启 N 个线程去执行这个任务即可;如果有 M 个任务,那我们新建一个专门执行任务的类,把公共的 data 放进类中,把任务作为类中的同步方法即可,然后开启 N 个线程,每个线程中扔一个 Runnable,按照要求执行任务类中的方法即可。

到这里,不知道大家能否体会到任务和线程的分离了,这种思想也算是面向对象的一种吧。

任务调度

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