Java编程多线程之共享数据代码详解

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;}}

总结

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