Java 多线程之间共享数据

1、线程范围的共享变量

多个业务模块针对同一个static变量的操作 要保证在不同线程中 各模块操作的是自身对应的变量对象

public class threadscopesharadata {

    private static  int data = 0 ;

    public static void main(string[] args) {
        for(int i = 0 ;i<2 ;i++){
            new thread(new runnable(){

                @override
                public void run() {
                    data = new random().nextint();
                    system.out.println(thread.currentthread().getname()+ " put random data:"+data);
                    new a().get() ;
                    new b().get() ;
                }

            }).start() ;
        }

    }

    static class a {
        public int get(){
            system.out.println("a from " + thread.currentthread().getname()
                    + " get data :" + data);
            return data ;
        }
    }

    static class b{
        public int get(){
            system.out.println("b from " + thread.currentthread().getname()
                    + " get data :" + data);
            return data ;
        }
    }
}

模块a ，b都需要访问static的变量data 在线程0中会随机生成一个data值 假设为10 那么此时模块a和模块b在线程0中得到的data的值为10 ；在线程1中 假设会为data赋值为20 那么在当前线程下

模块a和模块b得到data的值应该为20

看程序执行的结果：

thread-0 put random data:-2009009251
thread-1 put random data:-2009009251
a from thread-0 get data :-2009009251
a from thread-1 get data :-2009009251
b from thread-0 get data :-2009009251
b from thread-1 get data :-2009009251

thread-0 put random data:-2045829602
thread-1 put random data:-1842611697
a from thread-0 get data :-1842611697
a from thread-1 get data :-1842611697
b from thread-0 get data :-1842611697
b from thread-1 get data :-1842611697

会出现两种情况：

• 1.由于线程执行速度，新的随机值将就的随机值覆盖 data 值一样
• 2.data 值不一样，但 a、b线程都

2、使用map实现线程范围内数据的共享

可是将data数据和当前允许的线程绑定在一块，在模块a和模块b去获取数据data的时候 是通过当前所属的线程去取得data的结果就行了。
声明一个map集合 集合的key为thread 存储当前所属线程 value 保存data的值，

代码如下：

public class threadscopesharadata {


    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();
                    system.out.println(thread.currentthread().getname() + " put random data:" + data);
                    threaddata.put(thread.currentthread(), 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().getname() + " get data:" + data);

        }
    }

    static class b {
        public void get() {
            int data = threaddata.get(thread.currentthread());
            system.out.println("b from " + thread.currentthread().getname() + " get data:" + data);

        }
    }
}

thread-0 put random data:-123490895
thread-1 put random data:-1060992440
a from thread-0 get data:-123490895
a from thread-1 get data:-1060992440
b from thread-0 get data:-123490895
b from thread-1 get data:-1060992440

3、threadlocal实现线程范围内数据的共享

(1)订单处理包含一系列操作：减少库存量、增加一条流水台账、修改总账，这几个操作要在同一个事务中完成，通常也即同一个线程中进行处理，如果累加公司应收款的操作失败了，则应该把前面的操作回滚，否则，提交所有操作，这要求这些操作使用相同的数据库连接对象，而这些操作的代码分别位于不同的模块类中。

(2)银行转账包含一系列操作： 把转出帐户的余额减少，把转入帐户的余额增加，这两个操作要在同一个事务中完成，它们必须使用相同的数据库连接对象，转入和转出操作的代码分别是两个不同的帐户对象的方法。

(3)例如strut2的actioncontext，同一段代码被不同的线程调用运行时，该代码操作的数据是每个线程各自的状态和数据，对于不同的线程来说，getcontext方法拿到的对象都不相同，对同一个线程来说，不管调用getcontext方法多少次和在哪个模块中getcontext方法，拿到的都是同一个。

(4)实验案例：定义一个全局共享的threadlocal变量，然后启动多个线程向该threadlocal变量中存储一个随机值，接着各个线程调用另外其他多个类的方法，这多个类的方法中读取这个threadlocal变量的值，就可以看到多个类在同一个线程*享同一份数据。

(5)实现对threadlocal变量的封装，让外界不要直接操作threadlocal变量。

• 对基本类型的数据的封装，这种应用相对很少见。
• 对对象类型的数据的封装，比较常见，即让某个类针对不同线程分别创建一个独立的实例对象。

public class threadlocaltest {

    private static threadlocal<integer> threadlocal = 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();
                    system.out.println(thread.currentthread().getname() + " put random data:" + data);
                    threadlocal.set(data);
                    new a().get();
                    new b().get();

                }
            }).start();

        }

    }

    static class a {
        public void get() {
            int data = threadlocal.get();

            system.out.println("a from " + thread.currentthread().getname() + " get data:" + data);

        }
    }

    static class b {
        public void get() {
            int data = threadlocal.get();
            system.out.println("b from " + thread.currentthread().getname() + " get data:" + data);

        }
    }
}

thread-0 put random data:-2015900409
thread-1 put random data:-645411160
a from thread-0 get data:-2015900409
a from thread-1 get data:-645411160
b from thread-0 get data:-2015900409
b from thread-1 get data:-645411160

4、优化

public class threadlocaltest {

    private static threadlocal<integer> threadlocal = new threadlocal<>();

    //private static threadlocal<mythreadscopedata> mythreadscopedatathreadlocal = 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();
                    system.out.println(thread.currentthread().getname() + " put random data:" + data);
                    threadlocal.set(data);

//                    mythreadscopedata mythreadscopedata = new mythreadscopedata();
//                    mythreadscopedata.setname("name" + data);
//                    mythreadscopedata.setage(data);
//                    mythreadscopedatathreadlocal.set(mythreadscopedata);

                    //获取与当前线程绑定的实例并设置值  
                    mythreadscopedata.getthreadinstance().setname("name" + data);
                    mythreadscopedata.getthreadinstance().setage(data);
                    new a().get();
                    new b().get();

                }
            }).start();

        }

    }

    static class a {
        public void get() {
            int data = threadlocal.get();


//            mythreadscopedata mydata = mythreadscopedatathreadlocal.get();
//
//
//            system.out.println("a from " + thread.currentthread().getname()
//                    + " getmydata: " + mydata.getname() + "," + mydata.getage());

            mythreadscopedata mydata = mythreadscopedata.getthreadinstance();
            system.out.println("a from " + thread.currentthread().getname()
                    + " getmydata: " + mydata.getname() + "," + mydata.getage());
        }
    }

    static class b {
        public void get() {
            int data = threadlocal.get();
            //system.out.println("b from " + thread.currentthread().getname() + " get data:" + data);

            mythreadscopedata mydata = mythreadscopedata.getthreadinstance();
            system.out.println("b from " + thread.currentthread().getname()
                    + " getmydata: " + mydata.getname() + "," + mydata.getage());
        }
    }
}

//一个绑定当前线程的类
class mythreadscopedata {

    private static threadlocal<mythreadscopedata> map = new threadlocal<>();
    private string name;
    private int age;

    private mythreadscopedata() {
    }

    //定义一个静态方法，返回各线程自己的实例
    //这里不必用同步，因为每个线程都要创建自己的实例，所以没有线程安全问题。
    public static mythreadscopedata getthreadinstance() {
        //获取当前线程绑定的实例
        mythreadscopedata instance = map.get();
        if (instance == null) {
            instance = new mythreadscopedata();
            map.set(instance);
        }
        return instance;
    }

    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;
    }


}

thread-1 put random data:-1041517189
thread-0 put random data:-98835751
a from thread-1 getmydata: name-1041517189,-1041517189
a from thread-0 getmydata: name-98835751,-98835751
b from thread-1 getmydata: name-1041517189,-1041517189
b from thread-0 getmydata: name-98835751,-98835751

5、实例

设计4个线程，其中两个线程每次对j增加1，另外两个线程对j每次减少1，写出程序。

(1)如果每个线程执行的代码相同，可以使用同一个runnable对象，这个runnable对象中有那个共享数据，例如，卖票系统就可以这么做。

public class sellticket {
    //卖票系统，多个窗口的处理逻辑是相同的
    public static void main(string[] args) {
        ticket t = new ticket();
        new thread(t).start();
        new thread(t).start();
    }
}

/**
 * 将属性和处理逻辑，封装在一个类中
 *
 * @author yang
 */
class ticket implements runnable {

    private int ticket = 10;

    public synchronized void run() {
        while (ticket > 0) {
            ticket--;
            system.out.println("当前票数为：" + ticket);
        }
    }
}

(2)如果每个线程执行的代码不同，这时候需要用不同的runnable对象，例如，设计2个线程。一个线程对j增加1，另外一个线程对j减1，银行存取款系统。

public class multithreadsharedata {
    private int j;
    public static void main(string[] args) {
        multithreadsharedata multithreadsharedata = new multithreadsharedata();
        for(int i=0;i<2;i++){
            new thread(multithreadsharedata.new sharedata1()).start();//增加
            new thread(multithreadsharedata.new sharedata2()).start();//减少
        }
    }
    //自增
    private synchronized void inc(){
        j++;
        system.out.println(thread.currentthread().getname()+" inc "+j);
    }
    //自减
    private synchronized void dec(){
        j--;
        system.out.println(thread.currentthread().getname()+" dec "+j);
    }

    class sharedata1 implements runnable {
        public void run() {
            for(int i=0;i<5;i++){
                inc();
            }
        }
    }
    class sharedata2 implements runnable {
        public void run() {
            for(int i=0;i<5;i++){
                dec();
            }
        }
    }
}

thread-0 inc 1
thread-0 inc 2
thread-0 inc 3
thread-0 inc 4
thread-0 inc 5
thread-1 dec 4
thread-1 dec 3
thread-2 inc 4
thread-2 inc 5
thread-2 inc 6
thread-2 inc 7
thread-2 inc 8
thread-1 dec 7
thread-1 dec 6
thread-1 dec 5
thread-3 dec 4
thread-3 dec 3
thread-3 dec 2
thread-3 dec 1
thread-3 dec 0

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