最近接触到一个图片加载的项目，其中有声明到的线程池等资源需要在系统中线程共享，所以就去研究了一下线程同步的知识，总结了三种常用的线程同步的方法，特来与大家分享一下。这三种方法分别是：synchronized代码段、synchronized修饰方法/类、ThreadLocal本地线程变量。
我们通过一个例子来表现这三种方法：一张银行卡里面有300块钱，15个线程从这张银行卡中取钱，每个线程取一次且每次取20块钱；当当前余额不足100元时，则向账户中汇款20元。三种方法每种方法都有5个线程。我们预期的结果是当15个线程都执行完毕，银行卡里面的余额应该显示为80。
准备工作
我们需要一个账户的实体类Account，其中有一个属性money。Account类作为账户类的父类，我们在后面将用三种方法分别生成一个子类来继承这个类。Account类的具体代码如下：
1 public abstract class Account { // 抽象类 2 protected static Account account; // Account类的实例，全局只有一个 3 protected static final int DEFAULT_MONEY = 300; // 账户中默认有300块钱 4 protected static int money; // 记录当前账户中的余额 5 6 // 获取账户实例的方法，由于是static方法不能定义为抽象方法，所以要在子类中重写这个方法 7 public static Account getInstance() { 8 return null; 9 }10 11 // 抽象方法，设置当前账户中的余额，三种方法分别有不同的实现方法12 public abstract void setMoney(int money);13 14 // 获取当前账户中的余额15 public int getMoney() {16 return money;17 }18 } 我们可以在每种方法中都把线程要进行的工作都进行一遍，但是这样的话代码就会重用，所以我们将这段代码提取出来形成一个工具类MyRunnable（实现自Runnable接口），在这个类的run()方法中进行三种方法的所有线程都应该做的事情，比如取出当前账户中的余额、判断余额是否小于100、设置账户余额（汇款或取款）等。MyRunnable类中的代码如下：
1 public class MyRunnable implements Runnable { 2 private Account account; // 账户的父类声明，在构造方法中传入具体子类的引用 3 4 // 构造方法中传入Account类的子类，即该线程绑定的账户操作的方法 5 public MyRunnable(Account account) { 6 this.account = account; 7 } 8 9 @Override10 public void run() {11 String currentThreadName = Thread.currentThread().getName(); // 获取当前线程的名称12 System.out.println(currentThreadName + " is running...");13 System.out.println(currentThreadName + ":before=" + account.getMoney()); // 打印账户当前的余额14 if (account.getMoney() < 100) { // 如果账户当前的余额小于100，则向账户中汇款20元15 account.setMoney(account.getMoney() + 20);16 } else { // 如果账户余额还大于100，则取出20元17 account.setMoney(account.getMoney() - 20);18 }19 System.out.println(currentThreadName + ":after=" + account.getMoney()); // 打印操作后账户的余额20 }21 } 下面贴出三种方法的代码。
第一种方法：SYNCHRONIZED修饰代码段的方法
1 public class AccountForSyn extends Account { 2 3 @SuppressWarnings("static-access") 4 private AccountForSyn() { 5 account.money = DEFAULT_MONEY; 6 } 7 8 public static AccountForSyn getInstance() { 9 if (account == null) {10 // 这里为了防止两个线程同时访问account实例，所以在同步块的前后分别进行了一次判断11 synchronized (AccountForSyn.class) {12 if (account == null) {13 account = new AccountForSyn();14 }15 }16 }17 return (AccountForSyn) account;18 }19 20 @SuppressWarnings("static-access")21 @Override22 public void setMoney(int money) { // 设置account账户中的余额23 /**24 * 核心代码25 */26 synchronized (AccountForSyn.class) { // SYNCHRONIZED后面的参数是一个Object类型的参数，可以是任意的Object（最好是共享的资源）27 account.money = money;28 }29 }30 }
第二种方法：SYNCHRONIZED关键字修饰方法的方法
1 public class AccountForSynM extends Account { 2 3 @SuppressWarnings("static-access") 4 private AccountForSynM() { 5 account.money = DEFAULT_MONEY; 6 } 7 8 public static AccountForSynM getInstance() { 9 if (account == null) {10 synchronized (AccountForSyn.class) {11 if (account == null) {12 account = new AccountForSynM();13 }14 }15 }16 return (AccountForSynM) account;17 }18 19 @SuppressWarnings("static-access")20 @Override21 /**22 * 核心代码23 */24 public synchronized void setMoney(int money) {25 account.money = money;26 }27 }
第三种方法：ThreadLocal本地线程变量的方法
1 public class AccountForLocal extends Account { 2 /** 3 * ThreadLocal是本地线程存储变量，里面存储着所有线程共享的资源。 4 * ThreadLocal的工作原理与SYNCHRONIZED关键字不同： 5 * SYNCHRONIZED关键字是对代码块上锁，使一个线程可以从头到尾一次性的执行其中的代码 6 * ThreadLocal是对线程共享的资源进行多次备份，再分发给全部的线程，线程对数据进行修改后提交 7 */ 8 private static ThreadLocal threadLocal = new ThreadLocal (); // 本地线程存储变量ThreadLocal的声明 9 10 @SuppressWarnings("static-access")11 private AccountForLocal() {12 account.money = DEFAULT_MONEY;13 }14 15 public static AccountForLocal getInstance() {16 account = threadLocal.get(); // 从ThreadLocal中获取线程共享资源17 if (account == null) {18 account = new AccountForLocal();19 /**20 * 核心代码21 */22 threadLocal.set((AccountForLocal) account); // 如果资源不存在，则实例化一个之后提交给ThreadLocal23 }24 return (AccountForLocal) account;25 }26 27 @SuppressWarnings("static-access")28 @Override29 public void setMoney(int money) {30 account.money = money;31 /**32 * 核心代码33 */34 threadLocal.set((AccountForLocal) account);35 }36 }
主函数的代码如下：
1 public class MainClass { // 主函数 2 public static void main(String[] args) { 3 // 定义15个线程 4 // SYNCHRONIZED修饰代码段的方法的五个线程 5 Thread thread11 = new Thread(new MyRunnable(AccountForSyn.getInstance()), "Thread A1"); 6 Thread thread12 = new Thread(new MyRunnable(AccountForSyn.getInstance()), "Thread A2"); 7 Thread thread13 = new Thread(new MyRunnable(AccountForSyn.getInstance()), "Thread A3"); 8 Thread thread14 = new Thread(new MyRunnable(AccountForSyn.getInstance()), "Thread A4"); 9 Thread thread15 = new Thread(new MyRunnable(AccountForSyn.getInstance()), "Thread A5");10 // ThreadLocal本地线程变量的方法的五个线程11 Thread thread21 = new Thread(new MyRunnable(AccountForLocal.getInstance()), "Thread B1");12 Thread thread22 = new Thread(new MyRunnable(AccountForLocal.getInstance()), "Thread B2");13 Thread thread23 = new Thread(new MyRunnable(AccountForLocal.getInstance()), "Thread B3");14 Thread thread24 = new Thread(new MyRunnable(AccountForLocal.getInstance()), "Thread B4");15 Thread thread25 = new Thread(new MyRunnable(AccountForLocal.getInstance()), "Thread B5");16 // SYNCHRONIZED关键字修饰方法的方法的五个线程17 Thread thread31 = new Thread(new MyRunnable(AccountForLocal.getInstance()), "Thread C1");18 Thread thread32 = new Thread(new MyRunnable(AccountForLocal.getInstance()), "Thread C2");19 Thread thread33 = new Thread(new MyRunnable(AccountForLocal.getInstance()), "Thread C3");20 Thread thread34 = new Thread(new MyRunnable(AccountForLocal.getInstance()), "Thread C4");21 Thread thread35 = new Thread(new MyRunnable(AccountForLocal.getInstance()), "Thread C5");22 23 // 启动15个线程24 thread11.start();25 thread21.start();26 thread31.start();27 thread12.start();28 thread22.start();29 thread32.start();30 thread13.start();31 thread23.start();32 thread33.start();33 thread14.start();34 thread24.start();35 thread34.start();36 thread15.start();37 thread25.start();38 thread35.start();39 }40 }
运行结果如下：
