Java编程多线程之共享数据代码详解

2019-11-26 10:18:43

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供稿：网友

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;	}}