java基础多线程之共享数据

java基础巩固笔记5-多线程之共享数据

线程范围内共享数据

ThreadLocal类

多线程访问共享数据

几种方式

本文主要总结线程共享数据的相关知识，主要包括两方面:一是某个线程内如何共享数据，保证各个线程的数据不交叉；一是多个线程间如何共享数据，保证数据的一致性。

线程范围内共享数据

自己实现的话，是定义一个Map,线程为键，数据为值,表中的每一项即是为每个线程准备的数据,这样在一个线程中数据是一致的。

例子

 package com.iot.thread;
 import java.util.HashMap;
 import java.util.Map;
 import java.util.Random;
 /**
  * Created by brian on 2016/2/4.
  */
 public class ThreadScopeShareData {
     //准备一个哈希表，为每个线程准备数据
     private  static Map<Thread,Integer> threadData = new HashMap<>();
     public static void main(String[] args) {
         for(int i=0;i<2;i++){
             new Thread(
                     new Runnable() {
                 @Override
                 public void run() {
                     int data = new Random().nextInt();
                     threadData.put(Thread.currentThread(),data);
                     System.out.println(Thread.currentThread()+" put data："+data);
                     new A().get();
                     new B().get();
                 }
             }).start();
         }
     }
    static  class A{
         public void get(){
             int data = threadData.get(Thread.currentThread());
             System.out.println("A from "+Thread.currentThread()+" get data "+data);
         }
     }
     static  class B{
         public void get(){
             int data = threadData.get(Thread.currentThread());
             System.out.println("B from "+Thread.currentThread()+" get data "+data);
         }
     }
 }

上述代码偶尔会报异常：

Exception in thread "Thread-0" java.lang.NullPointerException

    at com.iot.thread.ThreadScopeShareData$A.get(ThreadScopeShareData.java:29)

    at com.iot.thread.ThreadScopeShareData$1.run(ThreadScopeShareData.java:21)

    at java.lang.Thread.run(Thread.java:745)

具体原因还不知道

ThreadLocal类

API:

java.lang:Class ThreadLocal<T>

单变量

使用ThreadLocal类型的对象代替上面的Map即可

多变量

定义一个对象来封装多个变量，然后在ThreadLocal中存储整个对象

多变量时，最好将ThreadLocal类放在数据类的内部，数据类采用单例模式，这样，新建对象和获取对象都会更方便，同时封装性更强。

示例代码:

 package com.iot.thread;
 import java.util.Random;
 /**
  * Created by brian on 2016/2/4.
  */
 public class ThreadLocalTest {
     private  static ThreadLocal<Integer> threadInger = new ThreadLocal<>();
     public static void main(String[] args) {
         for(int i=0;i<2;i++){
             new Thread(new Runnable() {
                 @Override
                 public void run() {
                     int data = new Random().nextInt(100);
                     threadInger.set(data);
                     System.out.println(Thread.currentThread()+" put data："+data);
                     MyThreadScopeData.getThreadInstance().setName(Thread.currentThread().toString());
                     MyThreadScopeData.getThreadInstance().setAge(data%10);
                     new A().get();
                     new B().get();
                 }
             }).start();
         }
     }
     static  class A{
         public void get(){
             int data = threadInger.get();
             System.out.println("A from "+Thread.currentThread()+" get data "+data);
             MyThreadScopeData myThreadScopeData = MyThreadScopeData.getThreadInstance();
             System.out.println("A from "+myThreadScopeData);
         }
     }
     static  class B{
         public void get(){
             int data = threadInger.get();
             System.out.println("B from "+Thread.currentThread()+" get data "+data);
             MyThreadScopeData myThreadScopeData = MyThreadScopeData.getThreadInstance();
             System.out.println("B from "+myThreadScopeData);
         }
     }
 }
 /**
  * 将多变量封装起来的数据类
  * 单例模式，内置ThreadLocal类型变量
  */
 class MyThreadScopeData{
     private MyThreadScopeData(){}
     private static ThreadLocal<MyThreadScopeData> data = new ThreadLocal<>();
     public static  MyThreadScopeData getThreadInstance(){
         MyThreadScopeData instance = data.get();
         if(instance == null){
             instance = new MyThreadScopeData();
             data.set(instance);
         }
         return instance;
     }
     private String name;
     private int age;
     public String getName() {
         return name;
     }
     public void setName(String name) {
         this.name = name;
     }
     public int getAge() {
         return age;
     }
     public void setAge(int age) {
         this.age = age;
     }
     @Override
     public String toString() {
         String reVal = super.toString()+"-{name,age}"+":{"+getName()+","+getAge()+"}";
         return reVal;
     }
 }

多线程访问共享数据

几种方式

线程执行代码相同，使用同一Runnable对象，Runnable对象中有共享数据

线程执行代码不同，将共享数据封装在另一对象中（操作数据的方法也在该对象完成），将这个对象逐一传递给各个Runnable对象。[本质：共享数据的对象作为参数传入Runnable对象]

线程执行代码不同，将Runnable对象作为某一个类的内部类，共享数据作为这个外部类的成员变量（操作数据的方法放在外部类）。[本质:不同内部类共享外部类数据]

结合上两种方式，将共享数据封装在另一对象中（操作数据的方法也在该对象完成），该对象作为这个外部类的成员变量，将Runnable对象作为内部类

最后一种方式的示例:

设计5个线程，其中三个线程每次对j增加1，另外两个线程对j每次减少1

 package com.iot.thread;
 /**
  * Created by brian on 2016/2/4.
  */
 public class MutiThreadShareData {
     private static MutiShareData mutiShareData = new MutiShareData();
     public static void main(String[] args) {
         for(int i=0;i<3;i++){
             new Thread(
                     new Runnable() {
                         @Override
                         public void run() {
                             System.out.println(Thread.currentThread()+":{j from "+ mutiShareData.getJ()+" + to: "+mutiShareData.increment()+"}");
                         }
                     }
             ).start();
         }
         for(int i=0;i<2;i++){
             new Thread(
                     new Runnable() {
                         @Override
                         public void run() {
                             System.out.println(Thread.currentThread()+":{j from "+ mutiShareData.getJ()+" - to: "+mutiShareData.decrement()+"}");
                         }
                     }
             ).start();
         }
     }
 }
 /**
  * 将共享数据封装在另一对象中（操作数据的方法也在该对象完成）
  */
 class MutiShareData{
     private int j = 0;
     public synchronized  int increment(){
         return  ++j;
     }
     public synchronized int  decrement(){
         return --j;
     }
     public synchronized int getJ() {
         return j;
     }
     public synchronized void setJ(int j) {
         this.j = j;
     }
 }