多线程同步方法及比较

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同步方法和同步块的区别

同步方法和同步块的区别

同步方法和同步块的区别
同步方法和同步块都是为了保证多线程环境下的数据安全性,避免多个线程同时访问共享资源导致的数据竞争和不一致性问题。

然而,它们之间也存在一些区别。

1. 粒度:同步方法是以方法为单位进行同步,而同步块可以选择以代码块为单位进行同步。

同步方法对整个方法进行同步,而同步块可以选择对某个特定的代码块进行同步,这样可以在一些情况下提高性能。

2. 同步对象:同步方法的同步对象是当前对象(即this),而同步块的同步对象可以是任意对象。

同步方法的同步对象是当前对象,这意味着如果一个类中有多个同步方法,它们会争夺同一个锁。

同步块使用的是指定的对象作为同步对象,不同的同步块可以使用不同的同步对象,从而提供更细粒度的锁机制。

3. 锁释放:同步方法在方法执行完毕或者抛出异常的情况下会自动释放锁,而同步块需要手动释放锁。

同步方法在方法运行结束后会释放锁,而同步块如果没有手动释放锁,可能会导致死锁等问题。

4. 可见范围:同步方法的范围是整个方法,而同步块的范围可以更灵活,可以选择只对部分代码块进行同步,从而减小同步的范围,提高性能。

总之,同步方法和同步块都可以用来保证多线程环境下的数据安全性,但在使用时需要根据实际情况选择合适的方式。

同步方法的优势在于简单,适用于整个方
法需要同步的情况;同步块的优势在于灵活,可以对特定的代码块进行同步。

线程同步的方法有哪些

线程同步的方法有哪些

线程同步的方法有哪些线程同步是多线程编程中非常重要的一个概念,它是指多个线程在访问共享资源时,为了避免出现数据不一致或者冲突的情况,需要对线程进行协调和同步。

在实际的开发中,我们常常会遇到需要进行线程同步的情况,因此了解线程同步的方法是非常重要的。

本文将介绍几种常见的线程同步方法,希望能够帮助大家更好地理解和应用线程同步。

1. 互斥锁。

互斥锁是最常见的线程同步方法之一。

它通过对共享资源加锁的方式,保证同一时间只有一个线程可以访问该资源,其他线程需要等待锁的释放才能访问。

互斥锁可以使用操作系统提供的原子操作指令来实现,也可以使用编程语言提供的锁机制来实现,如Java中的synchronized关键字。

2. 信号量。

信号量是另一种常见的线程同步方法。

它可以用来控制对共享资源的访问权限,通过对信号量的值进行操作来实现线程的同步。

当信号量的值大于0时,表示资源可用,线程可以访问;当信号量的值等于0时,表示资源不可用,线程需要等待。

信号量的实现可以使用操作系统提供的信号量机制,也可以使用编程语言提供的信号量类来实现。

3. 条件变量。

条件变量是一种线程同步的高级方法,它可以用来在多个线程之间传递信息和控制线程的执行顺序。

条件变量通常和互斥锁一起使用,当共享资源的状态发生变化时,可以通过条件变量来通知等待的线程。

条件变量的实现通常需要依赖于操作系统提供的条件变量机制或者编程语言提供的条件变量类。

4. 读写锁。

读写锁是一种特殊的互斥锁,它可以提高对共享资源的并发访问性能。

读写锁允许多个线程同时对共享资源进行读操作,但是在进行写操作时需要互斥访问。

通过读写锁,可以有效地提高对共享资源的并发性能,适用于读操作频繁、写操作较少的场景。

5. 原子操作。

原子操作是一种特殊的指令序列,它可以保证在多线程环境下对共享资源的操作是原子性的,不会被中断。

原子操作通常由硬件提供支持,可以保证在执行过程中不会被其他线程打断,从而保证对共享资源的操作是线程安全的。

多线程同步的实现方法

多线程同步的实现方法

多线程同步的实现方法在多线程编程中,为了保证数据的正确性和程序的稳定性,需要使用同步机制来控制不同线程之间对共享资源的访问。

本文将介绍几种常见的多线程同步实现方法。

一、互斥锁互斥锁是最基本也是最常用的一种同步机制。

它通过对共享资源加锁来防止其他线程同时访问该资源,从而避免数据竞争和冲突问题。

当一个线程获得了该锁后,其他想要访问该资源的线程就必须等待其释放锁才能进行操作。

在C++11标准中提供了std::mutex类作为互斥量,在使用时可以调用lock()函数获取锁并执行相应操作,再调用unlock()函数释放锁。

需要注意的是,在使用时应尽可能缩小临界区范围以提高效率,并确保所有涉及到共享资源修改或读取操作都被包含在临界区内。

二、条件变量条件变量通常与互斥锁结合起来使用,用于协调不同线程之间对某个事件或状态变化进行响应和处理。

当某个条件满足时(如队列非空),唤醒等待该条件变量上阻塞着的一个或多个进入等待状态(wait)的进程,使其重新参与竞争获取所需资源。

C++11标准库中提供了std::condition_variable类作为条件变量,在使用前需要先创建一个std::unique_lock对象并传递给wait()函数以自动解除已有lock对象,并将当前进入等待状态直至被唤醒;notify_one() 和 notify_all() 函数则分别用于唤醒单个或全部处于等待状态下面向此条件变量发出请求者。

三、信号量信号量是一种更复杂但功能更强大的同步机制。

它通过计数器记录可用资源数量,并根据计数器值判断是否允许新建任务运行或者挂起正在运行任务以便其他任务可以获得所需资源。

其中P(Proberen)表示申请/获取信号灯, V(Verhogen)表示释放/归还信号灯.C++11标准库没有直接支持Semaphore,但我们可以利用mutex+condition_variable模拟实现Semaphore. 其核心思想就是:定义两个成员属性count_ 和 mutex_, count_ 表示当前可申请 Semaphore 的数量 , mutex_ 是 std::mutex 类型 , 定义两个成员方法 wait(), signal(). 四、原子操作原子操作指不能被打断、干扰或交错执行影响结果正确性的操作。

qt 线程同步的3种方法

qt 线程同步的3种方法

qt 线程同步的3种方法
Qt提供了三种主要的方法来进行线程间的同步:信号与槽(Signals and Slots)、互斥锁(Mutexes)和条件变量(Condition Variables)。

1. 信号与槽(Signals and Slots):这是Qt的核心特性之一,用于在不同线程之间进行通信。

信号是当某个事件发生时发出的,而槽是用来响应这个信号的函数。

信号和槽机制是线程间通信的一种有效方式,它允许线程之间异步地传递信息。

2. 互斥锁(Mutexes):互斥锁用于保护共享数据,防止多个线程同时访问。

当一个线程需要访问共享数据时,它首先需要获取互斥锁。

如果互斥锁已经被其他线程持有,那么尝试获取锁的线程将被阻塞,直到锁被释放。

Qt的QMutex类提供了这种功能。

3. 条件变量(Condition Variables):条件变量用于线程间的同步。

它们
通常与互斥锁一起使用,允许线程等待某个条件的发生。

当条件满足时,一个线程会通知其他等待的线程。

Qt的QWaitCondition类提供了条件变量
的功能。

这些方法可以帮助你确保多线程应用程序的正确运行,并防止数据竞争和其他并发问题。

多线程同步的几种方法

多线程同步的几种方法

多线程同步的几种方法
多线程同步的几种方法主要包括临界区、互斥量、信号量、事件和读写锁等。

这些方法可以有效地控制多个线程对共享资源的访问,避免出现数据不一致和线程冲突的问题。

1.临界区:通过临界区实现多个线程对某一公共资源或一段代码的串行访问,可以保证某一时刻只有一个线程访问某一资源,速度快,适合控制数据的访问。

2.互斥量:互斥量是最简单的同步机制,即互斥锁。

多个进程(线程)均可以访问到一个互斥量,通过对互斥量加锁,从而来保护一个临界区,防止其它进程(线程)同时进入临界区,保护临界资源互斥访问。

3.信号量:信号量可以控制有限用户对同一资源的的访问而设计。

4.事件:通过通知线程的有一些事件已经发生,从而可以启动后续的任务执行。

5.读写锁:读写锁适合于使用在读操作多、写操作少的情况,比如数据库。

读写锁读锁可以同时加很多,但是写锁是互斥的。

当有进程或者线程要写时,必须等待所有的读进程或者线程都释放自己的读锁方可以写。

数据库很多时候可能只是做一些查询。

以上信息仅供参考,如有需要,建议咨询专业编程技术
人员。

多线程之线程同步的方法(7种)

多线程之线程同步的方法(7种)

多线程之线程同步的⽅法(7种)同步的⽅法:⼀、同步⽅法 即有synchronized关键字修饰的⽅法。

由于java的每个对象都有⼀个内置锁,当⽤此关键字修饰⽅法时,内置锁会保护整个⽅法。

在调⽤该⽅法前,需要获得内置锁,否则就处于阻塞状态。

注: synchronized关键字也可以修饰静态⽅法,此时如果调⽤该静态⽅法,将会锁住整个类。

⼆、同步代码块 即有synchronized关键字修饰的语句块。

被该关键字修饰的语句块会⾃动被加上内置锁,从⽽实现同步代码如:synchronized(object){}注:同步是⼀种⾼开销的操作,因此应该尽量减少同步的内容。

通常没有必要同步整个⽅法,使⽤synchronized代码块同步关键代码即可。

package com.xhj.thread;/*** 线程同步的运⽤** @author XIEHEJUN**/public class SynchronizedThread {class Bank {private int account = 100;public int getAccount() {return account;}/*** ⽤同步⽅法实现** @param money*/public synchronized void save(int money) {account += money;}/*** ⽤同步代码块实现** @param money*/public void save1(int money) {synchronized (this) {account += money;}}}class NewThread implements Runnable {private Bank bank;public NewThread(Bank bank) {this.bank = bank;}@Overridepublic void run() {for (int i = 0; i < 10; i++) {// bank.save1(10);bank.save(10);System.out.println(i + "账户余额为:" + bank.getAccount());}}}/*** 建⽴线程,调⽤内部类*/public void useThread() {Bank bank = new Bank();NewThread new_thread = new NewThread(bank);System.out.println("线程1");Thread thread1 = new Thread(new_thread);thread1.start();System.out.println("线程2");Thread thread2 = new Thread(new_thread);thread2.start();}public static void main(String[] args) {SynchronizedThread st = new SynchronizedThread();eThread();}}=====================================⽰例加讲解同步是多线程中的重要概念。

多线程知识点总结归纳

多线程知识点总结归纳

多线程知识点总结归纳多线程知识点总结归纳如下:1. 线程和进程的区别- 进程是程序的一个执行实例,每个进程都有自己的独立内存空间、代码和数据,相互之间不会直接共享资源。

线程是在进程内部运行的一段代码,多个线程可以共享同一个进程的资源。

2. 多线程的优势- 提高程序的并发性和响应性,能够更有效地利用 CPU 资源。

- 使得程序能够更轻松地实现并发处理和多任务处理。

- 能够通过多线程实现一些复杂任务,如网络编程、图形界面等。

3. 多线程的基本概念- 线程调度:操作系统通过调度算法决定哪个线程应当运行,哪个线程应当阻塞或唤醒。

- 线程同步:多个线程访问共享数据时需要进行同步操作,以避免数据竞争和死锁等问题。

- 线程通信:多个线程之间需要进行通信,以进行资源共享或协作完成任务。

4. 多线程的创建和启动- 使用线程类:在 Java 中,可以通过继承 Thread 类或实现 Runnable 接口来创建线程。

- 线程生命周期:线程的生命周期包括新建、就绪、运行、阻塞和死亡等状态。

5. 线程的安全性- 多线程程序需要考虑线程安全性,以避免数据竞争和死锁等问题。

- 常用的线程安全性方法包括加锁、使用线程安全的数据结构和对象等。

6. 线程的调度- 多线程程序的运行顺序由操作系统的调度算法决定,而且在不同的操作系统上可能有不同的调度策略。

- 线程的调度策略包括抢占式调度和协作式调度等。

7. 线程的优先级- 线程的优先级决定了它在被调度时的优先级,可以通过设置线程的优先级来影响它的调度顺序。

8. 线程的阻塞和唤醒- 线程在执行过程中可能会因为某些原因而阻塞,需要等待一定的条件满足后才能被唤醒继续执行。

- 一些常见的线程阻塞和唤醒操作包括等待、通知、等待超时等。

9. 线程同步的方法- 使用锁机制:在多线程程序中通常使用锁来保护共享资源,以避免数据竞争和执行顺序问题。

- 使用同步代码块:通过 synchronized 关键字或 ReentrantLock 类等来创建同步代码块,保护共享资源的访问。

同步方法与同步块

同步方法与同步块

同步方法与同步块同步方法和同步块都是Java中用于实现多线程同步的机制。

它们的作用都是为了保证多个线程之间对共享资源的安全访问。

不过,同步方法与同步块在具体使用和表现上有一些差异。

首先,我们来看同步方法。

同步方法是指在方法的声明中使用synchronized关键字修饰方法,使得该方法成为一个同步方法。

当一个线程调用一个同步方法时,它会自动获得该方法所属对象的锁。

只有当这个线程执行完该同步方法时,它才会释放该锁,其他线程才能获得该锁并执行该方法。

同步方法的使用非常简单,只需要在方法的声明中加上synchronized关键字即可。

同步方法的使用具有以下特点:1. 同步方法默认锁定的是当前对象,即this对象。

也可以在静态方法中使用synchronized关键字,这时锁定的是当前类的Class对象。

2. 同步方法锁定的是整个方法体,包括方法的所有代码。

这意味着同步方法在锁定期间,其他线程无法访问该对象的其他同步方法。

3. 同步方法只能用于修饰方法,而不能用于修饰代码块。

接下来,我们来看同步块。

同步块是指使用synchronized关键字修饰一段代码块,使得多个线程在执行这段代码块时互斥访问。

同步块的使用需要指定一个对象作为锁,只有获得了该对象的锁的线程才能执行该代码块。

当一个线程执行完同步块时,它会释放该对象的锁,其他线程才能获得该锁并执行该代码块。

同步块的使用具有以下特点:1. 同步块可以指定任意对象作为锁,可以是当前对象,也可以是其他对象。

只有线程获得了锁对象的锁,才能执行该同步块。

2. 同步块只锁定代码块中的部分代码,因此只有在同步块中访问共享资源的代码才需要被同步。

3. 同步块可以嵌套使用,这意味着一个线程可以获得多个锁。

但是需要注意,当嵌套的同步块使用了相同的锁对象时,容易造成死锁。

在实际应用中,我们应该根据实际需求来选择使用同步方法还是同步块。

一般情况下,如果需要同步的代码是整个方法体,或者需要锁定整个对象时,我们可以选择使用同步方法。

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多线程同步方法及比较
多线程同步方法:
1.临界区:通过对多线程的串行化来访问公共资源或一段代码,速度快,适合控制数
据访问。

.
2.互斥量:为协调一起对一个共享资源的单独访问而设计的。

.
3.信号量:为控制一个具备有限数量用户资源而设计。

.
4.事件:用来通知线程有一些事件已发生,从而启动后继任务的开始。

临界区(Critical Section)..
确保在某一时刻只有一个线程能访问数据的简便办法。

在任意时刻只允许一个线程对共享资源进行访问。

假如有多个线程试图同时访问临界区,那么在有一个线程进入后其他任何试图访问此临界区的线程将被挂起,并一直持续到进入临界区的线程离开。

临界区在被释放后,其他线程能够继续抢占,并以此达到用原子方式操作共享资源的目的。

临界区包含两个操作原语:
EnterCriticalSection()进入临界区
LeaveCriticalSection()离开临界区。

EnterCriticalSection()语句执行后代码将进入临界区以后无论发生什么,必须确保和之匹配的LeaveCriticalSection()都能够被执行到。

否则临界区保护的共享资源将永远不会被释放。

虽然临界区同步速度很快,但却只能用来同步本进程内的线程,而不可用来同步多个进程中的线程。

MFC为临界区提供有一个CCriticalSection类,使用该类进行线程同步处理是很简单的。

只需在线程函数中用CCriticalSection类成员函数Lock()和UnLock()标定出被保护代码片段即可。

Lock()后代码用到的资源自动被视为临界区内的资源被保护。

UnLock后别的线程才能访问这些资源。

.
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互斥量跟临界区很相似,只有拥有互斥对象的线程才具备访问资源的权限,由于互斥对象只有一个,因此就决定了任何情况下此共享资源都不会同时被多个线程所访问。

当前占据资源的线程在任务处理完后应将拥有的互斥对象交出,以便其他线程在获得后得以访问资源。

互斥量比临界区复杂。

因为使用互斥不但仅能够在同一应用程式不同线程中实现资源的安全共享,而且能够在不同应用程式的线程之间实现对资源的安全共享。

..
互斥量包含的几个操作原语:
CreateMutex()创建一个互斥量
OpenMutex()打开一个互斥量
ReleaseMutex()释放互斥量
WaitForMultipleObjects()等待互斥量对象 ..
同样MFC为互斥量提供有一个CMutex类。

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信号量对象对线程的同步方式和前面几种方法不同,信号允许多个线程同时使用共享资源,这和操作系统中的PV操作相同。

他指出了同时访问共享资源的线程最大数目。

他允许多个线程在同一时刻访问同一资源,但是需要限制在同一时刻访问此资源的最大线程数目。

在用CreateSemaphore()创建信号量时即要同时指出允许的最大资源计数和当前可用资源计数。

一般是将当前可用资源计数配置为最大资源计数,每增加一个线程对共享资源的访问,当前可用资源计数就会减1,只要当前可用资源计数是大于0的,就能够发出信号量信号。

但是当前可用计数减小到0时则说明当前占用资源的线程数已达到了所允许的最大数目,不能在允许其他线程的进入,此时的信号量信号将无法发出。

线程在处理完共享资源后,应在离开的同时通过ReleaseSemaphore()函数将当前可用资源计数加1。

在任何时候当前可用资源计数决不可能大于最大资源计数。

信号量包含的几个操作原语:
CreateSemaphore()创建一个信号量
OpenSemaphore()打开一个信号量
ReleaseSemaphore()释放信号量
WaitForSingleObject()等待信号量
信号量的使用特点使其更适用于对Socket(套接字)程式中线程的同步。

例如,网络上的HTTP服务器要对同一时间内访问同一页面的用户数加以限制,这时能够为每一个用户对服务器的页面请求配置一个线程,而页面则是待保护的共享资源,通过使用信号量对线程的同步作用能够确保在任一时刻无论有多少用户对某一页面进行访问,只有不大于设定的最大用户数目的线程能够进行访问,而其他的访问企图则被挂起,只有在有用户退出对此页面的访问后才有可能进入。

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事件(Event)
事件对象也能够通过通知操作的方式来保持线程的同步。

并且能够实现不同进程中的线程同步操作。

信号量包含的几个操作原语:
CreateEvent()创建一个信号量
OpenEvent()打开一个事件
SetEvent()回置事件
WaitForSingleObject()等待一个事件
WaitForMultipleObjects()等待多个事件
事件能够实现不同进程中的线程同步操作,并且能够方便的实现多个线程的优先比较等待操作,例如写多个WaitForSingleObject来代替WaitForMultipleObjects从而使编程更加灵活。

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1.互斥量和临界区的作用很相似,但互斥量是能够命名的,也就是说他能够跨越进程使用。

所以创建互斥量需要的资源更多,所以假如只为了在进程内部是用的话使用临界区会带来速度上的优势并能够减少资源占用量。

因为互斥量是跨进程的互斥量一旦被创建,就能够通过名字打开他。

!
2.互斥量(Mutex),信号灯(Semaphore),事件(Event)都能够被跨越进程使用来进行同步数据操作,而其他的对象和数据同步操作无关,但对于进程和线程来讲,假如
进程和线程在运行状态则为无信号状态,在退出后为有信号状态。

所以能够使用WaitForSingleObject来等待进程和线程退出。

3.通过互斥量能够指定资源被独占的方式使用,但假如有下面一种情况通过互斥量就无法处理,比如现在一位用户购买了一份三个并发访问许可的数据库系统,能够根据用户购买的访问许可数量来决定有多少个线程/进程能同时进行数据库操作,这时候假如利用互斥量就没有办法完成这个需要,信号灯对象能够说是一种资源计数器。

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